海底沉積物聲學(xué)原位測量方法與南海天然氣水合物勘探的應(yīng)用研究

鄒大鵬 ，閻 貧

（1.中國科學(xué)院邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實驗室，中國科學(xué)院南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；2.廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，廣東 廣州 510006）

海底沉積物聲學(xué)原位測量方法與南海天然氣水合物勘探的應(yīng)用研究

鄒大鵬1，2，閻 貧1

（1.中國科學(xué)院邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實驗室，中國科學(xué)院南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；2.廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，廣東 廣州 510006）

研究原位測量技術(shù)中表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)、聲波測井技術(shù)和OBS測量技術(shù)的特點(diǎn)和差異，得出3種技術(shù)的分辨率雖然依次降低，但測量尺度依次增大，可以應(yīng)用不同深度和結(jié)構(gòu)層序的海底沉積物聲學(xué)物理性質(zhì)研究。3種原位測量技術(shù)基于海底原位狀態(tài)，可以測得海底沉積物的縱波和橫波特性，通過比較縱波特性、縱橫波速比和計算泊松比可以提高沉積物中分辨出天然氣水合物的精度?；贠BS測量技術(shù)可以同時實現(xiàn)水合物的勘探與監(jiān)測，基于表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)和聲波測井技術(shù)可以同時實現(xiàn)原位測量和采樣，3種技術(shù)結(jié)合可以促進(jìn)南海天然氣水合物勘探與監(jiān)控的實際應(yīng)用。

原位測量；聲波測井；沉積物；天然氣水合物；海底地震儀

海底沉積物是水聲傳播的下邊界，又是海底聲波傳播的上邊界，其聲學(xué)特性研究在海洋軍事環(huán)境、海洋工程建設(shè)、海底資源勘探開發(fā)以及海底環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。目前，在南海主要通過聲學(xué)遙測方法和海底沉積物取樣樣品的實驗室測量方法獲得海底沉積物的聲學(xué)特性[1-4]。其中，聲學(xué)遙測方法透過海水獲得海底沉積物的反射和折射特征，其聲學(xué)特性的分析基礎(chǔ)依據(jù)于實驗室測量數(shù)據(jù)。實驗室測量方法由于采集和運(yùn)輸?shù)日駝右鸪练e物結(jié)構(gòu)變化，以及脫離海底原位狀態(tài)環(huán)境，溫度和壓力等環(huán)境發(fā)生很大變化，存在的測量誤差不可估計[2-3]。為了獲得海底沉積物原位聲學(xué)特性，將原位測量技術(shù)應(yīng)用于海底測量海底沉積物聲學(xué)特性[5-11]，從而消除實驗室測量存在的擾動誤差，為聲學(xué)遙測方法分析和反演提供原位聲學(xué)數(shù)據(jù)。

本文研究原位聲學(xué)測量法中表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)、聲波測井技術(shù)和OBS測量技術(shù)的特點(diǎn)、差異和應(yīng)用，并著重探討3種技術(shù)在天然氣水合物勘探與監(jiān)控方面的應(yīng)用，為不斷提升海底沉積物的聲學(xué)測量精度、更好地應(yīng)用于資源勘探等服務(wù)。

1 海底沉積物聲學(xué)原位測量方法

聲學(xué)原位測量方法通過將聲學(xué)測量儀器沉放到海底沉積物原位環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行直接測量，獲取沉積物最小擾動狀態(tài)下的聲學(xué)性質(zhì)。原位聲學(xué)測量要求測量儀器具有密封性、能夠承受測量深度上的水壓、一發(fā)多收、具有一定自控功能。

根據(jù)海底沉積物聲學(xué)特性測量方式和方法的差異，已經(jīng)發(fā)展了多種測量儀器和技術(shù)。在狹義上，聲學(xué)原位測量方法是指表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)的應(yīng)用方法，在廣義上還包括地球物理勘探方法中的聲波測井和海底地震儀（OBS）測量法。

1.1 表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)

表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)通常用于海底表層聲學(xué)性質(zhì)探測。按照聲波換能器的布置方式，可分為原位聲學(xué)豎直測量法和原位聲學(xué)水平測量法。前者發(fā)射和接收換能器沿沉積物縱深方向排列，而后者則沿同一水平面排列，如圖1。聲學(xué)長矛[8-10]屬于豎直排列聲波換能器，通?？梢詼y量不超過10 m的縱深方向沉積物聲學(xué)特性，用來研究沉積物的縱深聲速梯度、分層性和資源的埋深分布。SAPPA[7]、ISSAMS[7-8]、聲學(xué)原位測量系統(tǒng)[9-11]等屬于水平測量儀器，測量深度不超過2 m，用來研究同一層面上的沉積物聲學(xué)特性和均勻分布性。

根據(jù)聲學(xué)換能器承載體壓入沉積物的方式不同，分為自重壓入式和機(jī)械壓入式。自重壓入式[5-6]主要通過調(diào)節(jié)配重來適應(yīng)不同底質(zhì)的沉積物測量，設(shè)備在沉入沉積物過程中因慣性摩擦作用對沉積物產(chǎn)生了一定程度的擾動。液壓壓入式原位設(shè)備[7,10]是機(jī)械壓入式中的一種，其著底穩(wěn)定后，通過液壓力勻速緩慢推動聲波換能器壓入，對測量沉積物的擾動最小。

按照聲波激發(fā)頻率多樣性可分為多頻測量和單頻測量。多頻測量[5-8]可以研究當(dāng)前沉積聲學(xué)中普遍探討的速度和衰減隨著測量頻率不同而具有的頻散現(xiàn)象。

圖1 沉積物表層原位聲學(xué)水平和豎直測量法

1.2 海底沉積物聲波測井技術(shù)

聲波測井是油氣勘探開發(fā)的重要手段[12-14]。海底沉積物聲波測井是利用聲波在海底沉積物中傳播時，其幅度、速度和頻率等聲學(xué)特性的變化來研究鉆井地質(zhì)剖面、判斷固井質(zhì)量等問題的一種測井方法。其需要在海底沉積物中鉆探打孔作業(yè)基礎(chǔ)上進(jìn)行，原理示意如圖2。通過聲波測井，可以得出海底以下至鉆井深度范圍內(nèi)沉積物的聲速及其變化趨勢，而表層沉積物聲學(xué)原位測量無法達(dá)到如此深度。

圖2 海底沉積物聲波測井原理示意圖

1.3 海底地震儀（OBS）測量技術(shù)

海底地震儀（OBS）是將聲波檢波器直接放置在海底的地震觀測系統(tǒng)[15-19]。應(yīng)用時通常采用多個OBS組建成測量網(wǎng)，如圖3所示。接收來自于海底各層界面的反射波和折射波，屬于聲學(xué)遙測方法范疇，其直接接觸海底沉積物，可獲得海底沉積物現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)下的聲學(xué)性質(zhì)。OBS技術(shù)應(yīng)用地震頻率段，因此對沉積物層的分辨率低，但是衰減小，可以測量到下至巖石界面的整個沉積層的聲學(xué)性質(zhì)。

圖3 OBS測量原理示意圖[15]

1.4 三種原位測量技術(shù)的特點(diǎn)和比較

表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)、聲波測井技術(shù)和OBS測量技術(shù)特點(diǎn)如表1，分辨率依次降低，但是測量尺度依次增大，可以應(yīng)用于不同深度和結(jié)構(gòu)層序的海底沉積物聲學(xué)物理性質(zhì)研究。對于水聲學(xué)，關(guān)注海水下界面表層沉積物的聲學(xué)特性，因此采用表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)研究海底沉積物的原位聲學(xué)特性，如果需要大深度信息，可以結(jié)合聲波測井技術(shù)。對于地質(zhì)構(gòu)造研究和油氣勘探等作業(yè)，主要采用OBS普查探測，運(yùn)用聲波測井技術(shù)進(jìn)行論證。

2 聲學(xué)原位測量方法在天然氣水合物的勘探和監(jiān)測中的應(yīng)用與探討

天然氣水合物深藏于陸坡的沉積物表層或以下至幾百米的深度上[23]，在不同深度下，由于形成的水合物處于不同的溫度狀態(tài)，水合物的密度不同，聲速差異變化范圍可以從1 747～3 658 m/s[24]。天然氣水合物與水飽和海底沉積物及含天然氣海底沉積物的速度存在明顯差異，Winters等[25]測量渥太華砂中含游離氣、飽和水、水合物時縱波速度分別為：低于1 km/s，1.77～1.94 km/s，2.91～4.00 km/s。因此，應(yīng)用地球物理勘探方法時，天然氣水合物層往往可呈現(xiàn)出似海底反射（BSR）、聲速異常、振幅空白等地震反射、折射特征。由于受到水體阻隔作用、采用頻率段低，這些特征界面通常不明顯、分辨率低，可通過應(yīng)用聲學(xué)原位測量技術(shù)進(jìn)行高分辨的探測。

2.1 基于原位縱波速度探測天然氣水合物

海底表層沉積物和底層海水的反射界面是探測聲波反射的第一層界面，其對BSR識別判斷具有直接指導(dǎo)作用。運(yùn)用表層原位聲學(xué)測量技術(shù)，可以獲取原位實際溫度、壓力狀態(tài)的海底表層沉積物的聲速、聲阻抗和反射系數(shù)，為地震測量的海底反射界面分析提供精確的表層界面原位聲學(xué)性質(zhì)。同時，表層海底沉積物原位測量技術(shù)通常與采樣結(jié)合在一起，可以在原位測量點(diǎn)上同時取到樣品，實現(xiàn)判斷水合物存在的其他直接和間接特征分析。

表1 三種聲學(xué)原位測量技術(shù)特點(diǎn)

在表層以下，應(yīng)用聲波測井技術(shù)，可以得到鉆井允許深度以內(nèi)的任何層面的原位聲學(xué)數(shù)據(jù)。由于采用超聲頻段，聲波測井技術(shù)提高了各層海底沉積物以及天然氣水合物層的分辨率，同時也為解釋地震層序探測性質(zhì)提供原位依據(jù)。如圖4所示，通過聲波測井推斷在1148站位400～500 m深層上有天然氣水合物的存在可能[13]。通過參考關(guān)系式（1）[26]，可以反演天然氣水合物的飽和度：

式中：VP為水合物縱波速度；S為水合物飽和度。

圖4 ODP184航次1148站位聲波測井曲線[13]

2.2 基于原位縱波和橫波速度比探測天然氣水合物

在海底沉積物中，天然氣水合物和游離氣儲集層的地震波速度、泊松比、彈性模量及其比值等彈性參數(shù)與海水飽和沉積物相比具有明顯的異常特征[27]。沉積層的泊松比、縱波速度、橫波速度和反射振幅隨天然氣水合物飽和度和分布模式而變化[28]，因此海底沉積物橫波探測非常具有應(yīng)用價值。聲學(xué)遙測法因海水阻隔無法獲得橫波，實驗室聲學(xué)測量法因采樣樣品尺寸較小制約，難于準(zhǔn)確測量橫波；原位測量方法中的儀器[8,14,29]直接與海底沉積物接觸，可以測量得到橫波信息，對于天然氣水合物勘探具有重要的應(yīng)用價值。

海水和游離氣不能傳遞橫波，當(dāng)固相介質(zhì)中充填不同飽和度的游離氣和海水時，對海底沉積物的橫波波速影響不大，但是含游離氣時會較大地降低縱波波速。當(dāng)存在天然氣水合物時，會使得橫波和縱波速度都增大。因此，結(jié)合縱橫波速可以提高飽水沉積物、含氣沉積物和含水合物沉積物區(qū)分精度。

泊松比σ是區(qū)分不同物質(zhì)的一種屬性參數(shù)，其與縱橫波速比關(guān)系如下：

當(dāng)海底泥砂等松散沉積物中含游離氣或含水合物達(dá)到一定程度（如大于10%，見表2），泊松比通常減小較大，與海底沉積物明顯有所區(qū)分。當(dāng)松散沉積物中形成的水合物分解成為游離氣時，泊松比變化不大，但是縱波速度減小較大，因此可以將游離氣與水合物區(qū)分開來。當(dāng)水合物形成于海底固結(jié)沉積物中時，泊松比通常比較小，與松散沉積物中的水合物區(qū)分明顯。

表2 部分物質(zhì)的計算泊松比

基于BGTL模型計算固結(jié)和未固結(jié)沉積物的縱橫波速比[31]方程為：

式中：Vs為橫波速度；km，μm分別為基質(zhì)的等效體積彈性模量和剪切彈性模量；φ是孔隙度；G，n分別是與基質(zhì)類型和孔壓等有關(guān)的參數(shù)。當(dāng)基質(zhì)含有不同模式和飽和度的天然氣水合物時，天然氣水合物表現(xiàn)出的聲速比不同，如圖5，隨著水合物濃度增加，天然氣水合物的縱橫波速比增大[30]。因此基于縱橫聲速比關(guān)系可以判斷天然氣水合物存在性和反演水合物的飽和度。

圖5 天然氣水合物測量縱橫聲速比與BGTL模型計算結(jié)果比較[30]

2.3 海底天然氣水合物的狀態(tài)監(jiān)測及海底地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測

天然氣水合物蘊(yùn)藏在海底沉積物中，既是能源物質(zhì)，同時也因其易受海底溫度壓力變化影響改變存在狀態(tài)，分解釋放到海水和大氣中成為引起生態(tài)災(zāi)害及海底地質(zhì)災(zāi)害的潛在危險源，因此對其監(jiān)控非常重要。

OBS測量技術(shù)既可以通過主動施加人工震源進(jìn)行主動測量，也可以利用自然地震或者地質(zhì)變化引起的震動震源進(jìn)行被動測量。因此在海底將其布置成網(wǎng)，進(jìn)行長期監(jiān)測海底溫度、壓力變化以及地質(zhì)變化與天然氣水合物成長和存在狀態(tài)，并通過定期施加人工地震與監(jiān)測過程中捕捉到的自然地震等響應(yīng)相結(jié)合，深入研究天然氣水合物的生長機(jī)制、存在機(jī)制及與環(huán)境的相互作用機(jī)制，為防范天然氣水合物釋放而引起的災(zāi)害提供一種有效方法。

2.4 三種原位測量技術(shù)的結(jié)合與發(fā)展

在聲學(xué)遙測進(jìn)行普查勘探的基礎(chǔ)上，對發(fā)現(xiàn)水合物存在跡象的海底區(qū)域，結(jié)合應(yīng)用三種原位測量技術(shù)，可提高海底天然氣水合物的勘探精度和驗證精度。運(yùn)用OBS測量技術(shù)進(jìn)行大面積、大尺度的定性測量、探查和監(jiān)測；在需要精確表層沉積物聲學(xué)物理性質(zhì)或表層存在水合物的區(qū)域，運(yùn)用表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)進(jìn)行小尺度的定量測量，同時結(jié)合采樣進(jìn)行分析論證；對于大深尺度的測量，采用聲波測井技術(shù)進(jìn)行聲波測井和采樣。

聲波測井技術(shù)和OBS技術(shù)應(yīng)能源勘探、地質(zhì)構(gòu)造研究、地震監(jiān)測等重大需求推動，已經(jīng)在南海實現(xiàn)了原位測量和應(yīng)用。海底表層沉積物原位測量技術(shù)在南海應(yīng)用較少，2010年9月南海公開航次上首次報道獲得了南海大陸架海底淺表層沉積物的原位聲速和聲衰減數(shù)據(jù)[11]，與采樣樣品測量聲速相比存在40 m/s的平均差異，這種差異可預(yù)見來自于采樣樣品測量和原位測量存在的溫度、壓力和輸運(yùn)擾動，表明了原位測量技術(shù)的必要性和重要性。目前，我國可應(yīng)用的表層原位測量技術(shù)測量水深不超過500 m，測量埋深不超過3 m[7，9-10]，為了更好的應(yīng)用于天然氣水合物的勘探需求，需要向適應(yīng)深水區(qū)、大埋深的沉積物原位探測技術(shù)發(fā)展。

3 結(jié)論

原位測量方法在海底沉積物沉積的實際狀態(tài)下測量其聲學(xué)特性，以較小的溫度、壓力和振動等擾動獲得精度最高的測量，可以為實驗室聲學(xué)測量方法校正、聲波遙測法反演提供依據(jù)。其在天然氣水合物的勘探實踐與監(jiān)測研究中具有以下應(yīng)用特點(diǎn)：

（1）表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)、聲波測井技術(shù)和OBS測量技術(shù)3種技術(shù)可以獲得縱波和橫波聲學(xué)特性，通過比較縱波特性、縱橫波速比和計算泊松比可以提高沉積物中分辨出天然氣水合物的精度；

（2）基于OBS測量技術(shù)可以同時實現(xiàn)水合物的勘探與監(jiān)測，基于表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)和聲波測井技術(shù)可以同時實現(xiàn)原位測量和采樣；

（3）運(yùn)用OBS進(jìn)行大面積、大尺度的定性測量和探查；運(yùn)用表層沉積物聲學(xué)原位測量技術(shù)進(jìn)行小尺度的定量測量；運(yùn)用聲波測井技術(shù)進(jìn)行大深尺度的定量測量。

3種原位聲學(xué)測量技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用將為當(dāng)前的南海天然氣水合物的勘探和監(jiān)控提供一種重要而有效的方法。

[1]Lu Bo,Li Ganxian,HuangShaojian,et al.Physical properties of sediments on the Northern Continental Shelf of the South China Sea[J].Marine Georesources and Geotechnology，2006,24：47-60.

[2]鄒大鵬，吳百海，盧博，等.海底沉積物聲速實驗測量結(jié)果校正的研究[J].熱帶海洋學(xué)報，2008，27（1）：27-31.

[3]吳錦虹，吳百海，劉強(qiáng)，等.基于聲波探測海底淺層沉積物特性的方法研究[J].海洋工程，2008，26(1)：114-119.

[4]吳志強(qiáng)，文麗，童思友，等.海域天然氣水合物的地震研究進(jìn)展[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2007，22(1)：218-227.

[5]SSFu,R H Wilkens,LNFrazer.Acoustic lance：Newin situ seafloor velocityprofiles[J].Acoust.Soc.Am.1996,99(1)：234-242.

[6]TAO Chun-hui,DENG Xian-ming,LI Hong-xing.Development of in-situ Marine Sediment Geo-Acoustic Measurement System with Real-Time and Multi Frequencies(the Second Generation)[J].China Ocean Enginerring.2009，23(4)：769-778.

[7]陶春輝，金肖兵，金翔龍，等.多頻海底聲學(xué)原位測試系統(tǒng)研制和試用[J].海洋學(xué)報，2006，28(2)：46-50.

[8]Barbagelata A，Richardson MD，Miaschi B，et al.ISSAMS：an in situ sediment acoustic measurement system[M]//Hovem J M.Richardson MD(Eds.).Shear Waves in Marine Sediments.Kluwer Academic Publishers,Dordrecht，1991：305-312.

[9]郭常升，竇玉壇，谷明峰.海底底質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)原位測量技術(shù)研究[J].海洋科學(xué)，2007，31(8)：6-10.

[10] 闞光明,劉保華,韓國忠,等.原位測量技術(shù)在黃海沉積聲學(xué)調(diào)查中的應(yīng)用[J].海洋學(xué)報,2010,32(3)：88-94.

[11] Zou Dapeng,Kan Guangming.Application Study on In-situ Acoustic Measurement System of Seafloor Sediments[J].Sensor Letters,2011,9（4）：1507-1510.

[12] 王建華.聲波測井技術(shù)綜述[J].工程地球物理學(xué)報，2006，3(5)：395-400.

[13] 宋海斌，耿建華，WANGHow-King，等.南海北部東沙海域天然氣水合物的初步研究[J].地球物理學(xué)報，2001，44(5)：687-695.

[14] 王東，張海瀾，王秀明，等.天然氣水化合物的聲學(xué)探測進(jìn)展[J].應(yīng)用聲學(xué)，2005，24(2)：72-77.

[15] Chen AT，張德玲.海底地震儀：儀器及其實驗技術(shù)[J].地質(zhì)科學(xué)譯叢，1995，12(1)：75-78.

[16]王彥林，閻貧.深地震探測的分辨率分析——以南海北部OBS數(shù)據(jù)為例[J].地球物理學(xué)報，2009(9)：2282-2290.

[17] 羅文造，閻貧，溫寧，等.南海北部潮汕坳陷海區(qū)海底地震儀調(diào)查實驗[J].熱帶海洋學(xué)報，2009(4)：59-65.

[18] 丘學(xué)林，趙明輝，葉春明，等.南海東北部海陸聯(lián)測與海底地震儀探測[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2003，27(4)：295-300.

[19] 阮愛國，李家彪，馮占英，等.海底地震儀及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J].東海海洋，2004，22(2)：19-27.

[20] 楚澤涵，徐凌堂，彭斐.用光纖電纜傳輸信號的多種頻率陣列聲波測井[J].測井技術(shù)，2005，29(6)：477-479.

[21]許玉俊，沈建國，田素月，等.提高聲波測井儀器性能的關(guān)鍵——換能器的頻率特征[J].石油儀器，2003，17(4)：5-7.

[22] 游慶瑜，劉福田，冉崇榮，等.高頻微功耗海底地震儀研制[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2003，18(1)：173-176.

[23] 符溪，楊木壯，文鵬飛，等.南海天然氣水合物地震資料處理及其特征[J].地質(zhì)科技情報，2001，20(4)：33-36,40.

[24] 張衛(wèi)東，劉永軍，任韶然.水合物沉積層聲波速度模型[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，32（4）：60-63.

[25] 梁勁，王明君，王宏斌，等.南海神狐海域天然氣水合物聲波測井速度與飽和度關(guān)系分析[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2009，23(2)：217-223.

[26] Winters WJ，Waite WF，Mason DH，et a1.Methane gas hydrate effect on sediment acoustic and strength properties[J].Journal of PetroleumScience and Engineering，2007，56：127-135.

[27] 馮凱，李敏鋒，劉竣川，等.天然氣水合物和游離氣層的彈性參數(shù)異常特征及其在飽和度估算中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2008(4)：430-437.

[28] 王秀娟，吳時國，徐寧.地震屬性參數(shù)在識別天然氣水合物和游離氣分布模式中的應(yīng)用[J].海洋與湖沼，2006，37(3)：271-279.

[29] 閻貧.海底地震儀記錄中的橫波[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，1998，18(1)：115-118.

[30] 業(yè)渝光，張劍，胡高偉，等.天然氣水合物飽和度與聲學(xué)參數(shù)響應(yīng)關(guān)系的實驗研究[J].地球物理學(xué)報，2008，51(4)：1156-1164.

[31] Lee MW.Modified Biot-Gassmann theoryfor calculatingelastic velocities for unconsolidated and consolidated sediments[J].Marine Geophysical Researches，2002，23：403-412.

Study on Acoustic In-situ Measurement Method of Marine Bottom Sediment and Application in Detection of Hydrates in the South China Sea

ZOU Da-peng1，2,YAN Pin1
(1.Key Laboratory of Marginal Sea Geology,South China Sea Institute of Oceanology,CAS,Guangzhou Guangdong 510301,China;2.Faculty of Electromechanical Engineering,Guangdong University of Technology,Guangzhou Guangdong 510006,China)

The research is placed emphasis on characteristic and difference of the seafloor sediment acoustic in-situ measurement technique,acoustic logging and ocean bottom seismometer (OBS)technology.The conclusions could be drawn that the three techniques decrease in the resolution but increases in the measurement scale which can be applied to research of physical and acoustic properties of seafloor sediment in different sequences and depth.The in-situ measurement techniques penetrate into the insitu seafloor state and can measure rotational and longitudinal wave properties of sediments.By comparing the longitudinal wave characteristics,longitudinal and rotational velocity ratio and calculation Poisson's ratio,the accuracy could be improved in distinguishing gas hydrate.Measurement technique based on OBS can achieve both hydrate exploration and monitoring.The in-situ surface sediment acoustic measurement technique and acoustic logging technology can achieve both in-situ measurements and sampling.The combination of the three technologies can contribute to gas hydrate exploration and monitor the actual application in the South China Sea.

in-situ measurement;acoustic logging;sediment;gas hydrate;OBS

P736；P733.23

A

1003-2029（2011）04-0109-05

2011-07-22

中國科學(xué)院創(chuàng)新課題資助項目（Kzcx2-yw-228-1）；中國科學(xué)院聲場聲信息國家重點(diǎn)實驗室資助項目（SKLOA201003）；國家自然科學(xué)基金資助項目（41106030）

鄒大鵬（1977-），男，博士后，主要從事沉積聲學(xué)、海洋工程的研究。Email:anthonyzou@126.com

致謝：本文研究得到了中國科學(xué)院南海海洋研究所盧博研究員和中國海洋局第一海洋研究所闞光明博士的大力支持和幫助，以及中國科學(xué)院南海海洋研究所2010年南海北部開放航次支持，在此表示感謝。