深水工程勘察技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望

周楊銳 吳秋云 董明明 馮湘子

（中海油田服務(wù)股份有限公司 天津 300459）

深水工程勘察技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望

周楊銳 吳秋云 董明明 馮湘子

（中海油田服務(wù)股份有限公司 天津 300459）

對國內(nèi)外深水工程勘察相關(guān)技術(shù)，如：水下聲學(xué)定位、海底淺層聲探測、潛器勘測、深水海底淺表層取樣與原位測試、深水鉆孔取樣（心）與原位測試以及深水地質(zhì)災(zāi)害綜合分析與評價(jià)等技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并對其未來發(fā)展方向做了探討和展望。本文成果對于積極發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深水勘察工程技術(shù)與裝備，更好地服務(wù)我國深水油氣勘探開發(fā)工程具有重要參考價(jià)值。

深水；工程勘察；深水工程物探技術(shù)；深水工程地質(zhì)調(diào)查技術(shù)；深水地質(zhì)災(zāi)害綜合分析與評價(jià)技術(shù)；研究現(xiàn)狀；發(fā)展方向

海洋工程勘察是通過測量、測試、勘探、模擬、分析等手段為海洋工程建設(shè)提供必須的、可靠的海底地形、海底巖土和海洋環(huán)境特征等成果，是各類海洋工程建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工以及工程環(huán)境評價(jià)（生態(tài)保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害防治等）所需基礎(chǔ)資料的重要來源，是海洋工程建設(shè)不可或缺的環(huán)節(jié)，被譽(yù)為海洋工程建設(shè)的“偵察兵”和工程安全的“保護(hù)神”。相對于其他海洋工程行業(yè)而言，海洋油氣行業(yè)所涉及的海域廣、海洋環(huán)境與工程地質(zhì)條件千差萬別，特別是進(jìn)入海洋深水區(qū)后海洋工程勘察作業(yè)條件變得更為復(fù)雜艱難。

在國外，深水油氣開發(fā)起步于20世紀(jì)80年代末，在經(jīng)歷了20多年的快速發(fā)展后，目前深水油氣開發(fā)工程的水深已超過2 500 m。在國內(nèi)，荔灣氣田的發(fā)現(xiàn)拉開了南海深水勘探開發(fā)的序幕，加快了南海深水油氣勘探開發(fā)的步伐［1］，而當(dāng)時(shí)國內(nèi)的海洋工程勘察裝備能力除少數(shù)工程物探作業(yè)（如船載多波束水深測量、二維高分辨數(shù)字地震）和常規(guī)海底表層取樣作業(yè)外，其他工程勘察項(xiàng)目的作業(yè)能力均局限于水深小于300 m的淺水海域。由于缺少深水作業(yè)經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)與裝備，荔灣3-1氣田勘探開發(fā)中涉及深水部分的工程勘察主要依賴境外公司。為了打破國外技術(shù)壟斷，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深水工程勘察技術(shù)，服務(wù)于我國深水油氣勘探開發(fā)工程，本文主要總結(jié)了國內(nèi)外深水工程物探、工程地質(zhì)調(diào)查及地質(zhì)災(zāi)害綜合分析與評價(jià)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用情況，并對深水工程勘察技術(shù)的未來發(fā)展方向做了探討和展望。

1 深水工程物探技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 水下聲學(xué)定位技術(shù)

高精度的水下聲學(xué)定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水下探測系統(tǒng)精確定位和海底高精度探測的基礎(chǔ)。海底探測系統(tǒng)主要有側(cè)掃聲吶系統(tǒng)、海底照相/攝像系統(tǒng)、深拖調(diào)查系統(tǒng)、潛航運(yùn)載器（ROV、AUV等）以及海底取樣器和原位測試裝置等。將探測系統(tǒng)相對于母船或調(diào)查船的位置與水面船只的差分全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（DGNSS）數(shù)據(jù)相結(jié)合，就可以將海底探測系統(tǒng)和探測點(diǎn)的準(zhǔn)確位置歸算到大地坐標(biāo)系統(tǒng)上。

水下聲學(xué)定位系統(tǒng)采用聲脈沖群定位技術(shù)，依據(jù)激發(fā)信號的聲學(xué)單元的距離劃分為超短基線（＜10 cm）、短基線（20～50 m）、長基線（100～6 000 m）系統(tǒng)等3種類型。深水勘察中主要使用的是超短基線（USBL）系統(tǒng)，該系統(tǒng)由聲基陣、聲信標(biāo)（水下應(yīng)答器）、主控系統(tǒng)和外部設(shè)備等組成。其中，聲基陣（置于船底或船舷）一般由一個(gè)發(fā)射換能器和2對正交的接收換能器（水聽器）組成，基陣孔距幾厘米至幾十厘米；聲信標(biāo)裝在水下探測系統(tǒng)上，里面集成有高度計(jì)（深度傳感器），具有發(fā)送/接收及兼容寬頻/音頻多種工作模式；外部設(shè)備主要包括高精度姿態(tài)傳感器（MRU）和聲速剖面儀等［2］。

衡量一種超短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)包括工作水深、作用距離、定位精度和聲學(xué)最大更新速率等。我國在“九五”期間對工作水深1 000 m、作用距離2 000 m左右的超短基線系統(tǒng)進(jìn)行了研制，“十五”期間對工作水深與作用距離更大的系統(tǒng)進(jìn)行了研制，“十一五”開始國內(nèi)自主研制的深水USBL系統(tǒng)結(jié)合國家深?？瓶柬?xiàng)目已完成多次試驗(yàn)性應(yīng)用，但目前均未推向市場。國外對聲學(xué)定位系統(tǒng)研發(fā)較早的是挪威Kongsberg Simrad公司，該公司產(chǎn)品涵蓋了超短基線、短基線和長基線等3種類型，其研究開發(fā)有近40年的歷史，有一系列成熟的產(chǎn)品投入到軍方和民用。此外，法國的OCEANO Technologies、英國的Sonardyne以及美國的ORE等公司均推出市場化程度較高的深水USBL定位系統(tǒng)產(chǎn)品，其工作水深超過6 000 m，最大作用距離超過8 000 m，測距精度為0.5%斜距。

1.2 海底淺層聲探測技術(shù)

海底淺層聲探測有單波束/多波束測深、側(cè)掃聲吶和淺層剖面探測等，是基于聲學(xué)的高分辨發(fā)射系統(tǒng)。聲探測利用頻率和振幅這2個(gè)基本特性，一般高頻用于探測中淺海水或側(cè)掃海底形態(tài)，低頻用于探測深海水深或淺層剖面結(jié)構(gòu)。高頻能提高分辨率，而低頻則能提高聲波的作用距離和穿透深度［2-3］。

各類聲探測設(shè)備的換能器聲吶采用頻率范圍為：①單波束測深儀的頻率范圍為10～200 k Hz，深水通常采用12 k Hz/200 k Hz雙頻探頭。②深水多波束測深系統(tǒng)的工作頻率及最大可測深度通常為95 k Hz（1 000 m）、30 k Hz（5 000 m）和12 k Hz（11 000 m）。③側(cè)掃聲吶系統(tǒng)的頻率范圍為50～500 k Hz，通常采用雙頻同步工作，高頻分辨率掃測范圍小，低頻分辨率掃測范圍大。④海底地層剖面系統(tǒng)通常又分為淺地層剖面儀、中地層剖面儀和較深地層剖面儀3種類型，其中淺地層剖面儀的單頻工作范圍在2～7 k Hz，測量深度小于50 m，地層分辨率優(yōu)于0.3 m；中地層剖面儀的頻率范圍為0.5～5 k Hz，測量深度小于100 m，地層分辨率0.3～1.0 m；較深地層剖面儀（采用高能電容箱充-放電的電火花系統(tǒng)，又稱單道地震系統(tǒng)）的頻率范圍約為0.06～5 k Hz，測量深度100～300 m，地層分辨率1～2 m。⑤海洋工程勘察中使用的多道數(shù)字地震系統(tǒng)采用小容量組合空氣槍震源，其聲波頻率一般在5～500 Hz，主要用于調(diào)查海底以下1 000 m深度范圍內(nèi)對海洋工程設(shè)施安全具有潛在不良影響的災(zāi)害地質(zhì)特征［3-4］。

1.2.1 聲成像技術(shù)

側(cè)掃聲吶技術(shù)是一種重要的聲成像技術(shù)，用于深水勘察的側(cè)掃聲吶主要采用深拖或潛器搭載的作業(yè)方式，其中深拖作業(yè)時(shí)拖體距離海底的高度受海底地形起伏影響較大，通常控制在50～100 m高度范圍內(nèi)；潛器搭載時(shí)其高度容易控制，通?？杀３衷诰嚯x海底50 m的高度范圍內(nèi)。近年來側(cè)掃聲吶技術(shù)的發(fā)展有3個(gè)特點(diǎn)，一是發(fā)展高速側(cè)掃聲吶，即發(fā)展多波束和多脈沖2種新型的側(cè)掃聲吶；二是發(fā)展三維測深側(cè)掃聲吶技術(shù)，可同時(shí)獲得海底形態(tài)和海底深度；三是發(fā)展合成孔徑聲吶技術(shù)，其分辨率極高，橫向分辨率等于聲吶陣長度的一半，且不隨距離的增加而變化［2，5］。

目前廣泛使用的側(cè)掃聲吶技術(shù)亦稱為二維聲成像技術(shù)，它有2個(gè)缺點(diǎn)：首先是精度不高，這是由于橫向分辨率取決于聲吶陣的水平角寬，分辨率隨距離的增加而線性增大；其次是給不出海底的高度。當(dāng)前只有2種聲吶可做海底三維成像，其中等深線成像是多波束測深聲吶，適宜于安裝在船上做大面積測量；反向散射聲成像是測深側(cè)掃聲吶，適宜于安裝在各類水下載體上進(jìn)行細(xì)致的測量。

合成孔徑聲吶（SAS）是一種新型高分辨水下成像聲吶，理論分辨率與目標(biāo)距離和所采用的聲波頻段無關(guān)，這是采用合成孔徑側(cè)視聲成像最大的優(yōu)點(diǎn)之一。目前國外SAS探測技術(shù)、設(shè)備發(fā)展較為成熟，著名海洋儀器生產(chǎn)商（如Edge Tech、Kongsberg、ATLAS等）已紛紛推出了各自的基于深拖或AUV為潛器作業(yè)平臺的SAS產(chǎn)品，其技術(shù)性能指標(biāo)各自稍有差別，分辨率一般在2.5～10 cm，最大測繪寬度（雙側(cè)）一般在500～600 m。國內(nèi)有多家科研院所從事SAS探測技術(shù)及產(chǎn)品的研發(fā)，主要有中國科學(xué)院聲學(xué)所、中船重工715所、哈爾濱工程大學(xué)、海軍工程大學(xué)、西北大學(xué)等，其中中國科學(xué)院聲學(xué)所早在“九五”期間就研制出了湖試樣機(jī)，并于2012年完成產(chǎn)品鑒定和定型，目前處于商業(yè)化推廣應(yīng)用狀態(tài)。

1.2.2 地層剖面技術(shù)

海底地層剖面測量系統(tǒng)是探測海底淺層結(jié)構(gòu)和海底沉積特征的重要手段，它的工作原理與多波束測深和側(cè)掃聲吶相類似，區(qū)別在于淺層剖面系統(tǒng)的發(fā)射頻率較低，產(chǎn)生聲波的電脈沖能量較大，發(fā)射聲波具有較強(qiáng)的穿透力，能夠有效地穿透海底數(shù)十米的地層。

自20世紀(jì)90年代以來，數(shù)字信號處理（DSP）、海量數(shù)據(jù)存儲和電子自動成圖等技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了新型剖面測量系統(tǒng)的問世，從早期的以探測沉積物結(jié)構(gòu)為主的淺地層剖面儀到新發(fā)展起來的兼有高分辨率的結(jié)構(gòu)探測和準(zhǔn)確度較高的底質(zhì)識別能力的多波束參量陣地質(zhì)聲吶，目前已形成一個(gè)功能齊全的聲學(xué)地質(zhì)探測設(shè)備族。當(dāng)前應(yīng)用的新型海底淺層剖面系統(tǒng)主要有以下2種類型：

1）線性調(diào)頻聲吶淺地層剖面系統(tǒng)。線性調(diào)頻聲吶（CHIRP）是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的一種寬頻帶主動聲吶，發(fā)射的聲脈沖是一線性調(diào)頻信號。線性調(diào)頻聲吶有著聲脈沖重復(fù)性好、頻帶寬、所能載的信息量大等優(yōu)點(diǎn)而得以迅速發(fā)展，但由于它的換能器體積較大，所以通常只安裝在專用深水勘察船上（船底安裝）而構(gòu)成一套窄波束多陣元發(fā)射的測深-剖面系統(tǒng)，常用的工作頻率可根據(jù)作業(yè)水深選擇低頻段2～8 k Hz和高頻段8～23 k Hz，以適應(yīng)對地層分辨率的不同要求。

2）非線性調(diào)頻聲吶（參量陣）淺地層剖面系統(tǒng)。非線性調(diào)頻聲吶（參量陣）技術(shù)早在19世紀(jì)就已提出，其原理就是在一個(gè)換能器上加上2個(gè)不同頻率的聲波，聲波在水介質(zhì)中傳播時(shí)由于水的非線性效應(yīng)而形成差頻波。改變2個(gè)原頻頻率就可以控制這種差頻波的頻率，只要2個(gè)原頻頻率足夠接近，就可以形成很低頻率的聲波，從而具有很強(qiáng)的沉積層穿透能力。由于原頻的頻率很高，換能器可以制作得很小，波束開角可以很窄，差頻聲波的指向性幾乎與原頻的主瓣一樣，而且沒有旁瓣，也不受差頻頻率的影響，所以參量陣聲吶用于海底探測具有明顯的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①小巧的換能器使安裝使用方便；②很窄的波束使得對海底的水平分辨率很高；③較高的原頻可以準(zhǔn)確探測海底地形，而較低的差頻則可以穿透沉積層；④可控的差頻頻率可以承載更多的信息，以便于對沉積層的分類識別［6-7］。

1.2.3 高分辨率多道地震探測技術(shù)

海底淺層高分辨率多道地震探測是海洋油氣開發(fā)和海洋工程建設(shè)地質(zhì)環(huán)境評價(jià)中最為重要的手段之一，主要包括地震震源系統(tǒng)、地震信號接收系統(tǒng)及導(dǎo)航定位輔助系統(tǒng)。其中，高分辨率多道地震拖纜是整個(gè)多道地震探測系統(tǒng)的核心，決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能，而地震拖纜的道間距又是拖纜系統(tǒng)核心指標(biāo)，道間距越小，橫向分辨率越高。理論上，從偏移時(shí)間剖面上可分辨地下尺度大于一個(gè)CDP間距（半個(gè)道間距）的地下地質(zhì)體［8］。長期以來，海洋高分辨率多道數(shù)字地震技術(shù)被國外發(fā)達(dá)國家所擁有和控制，僅小道距數(shù)字地震系統(tǒng)設(shè)備限制向我國出口。“十五”期間，中海油田服務(wù)股份有限公司依托國家“863”計(jì)劃聯(lián)合國內(nèi)科研單位，成功開發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“海亮”海洋高分辨率拖纜數(shù)字地震系統(tǒng)，最小道間距為3.125 m，該套系統(tǒng)已于2011年開始投入實(shí)際工程勘察項(xiàng)目應(yīng)用，整體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，并且經(jīng)過設(shè)計(jì)拓展還可實(shí)施短偏移距（纜間距＜25 m）的淺層高分辨率三維數(shù)字地震資料采集?！笆晃濉逼陂g，國家海洋局第一海洋研究所聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢單位研發(fā)了可用于遠(yuǎn)海深水的高分辨率多道數(shù)字地震拖纜系統(tǒng)，適用水深300～3 000 m，地層穿透深度300 m，道間距6.25 m，垂向分辨率優(yōu)于2 m［9］。

1.2.4 多波束測深技術(shù)

自20世紀(jì)80年代初由美國SEABEAM公司首先投入商業(yè)領(lǐng)域以來，多波束測深系統(tǒng)投入商業(yè)化應(yīng)用的時(shí)間還不到40年，但發(fā)展很快，按其技術(shù)水平分為4代產(chǎn)品：第1代產(chǎn)品以SEABEAM 1000系列為代表，它的波束少，掃幅寬度僅60°，集成度低，數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)處理；第2代產(chǎn)品以SEABEAM 2000系列，ATLAS HYDROSEEP和SIMRAD EM 12為代表，采用了P30大規(guī)模集成電路和DSP技術(shù)，波束數(shù)達(dá)121個(gè)，波束角寬2°，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)和后處理軟件成熟；第3代產(chǎn)品以SIMRAD EM 120（全海深型）和RESON Seabat 8150深水多波束為代表，采用了超大規(guī)模集成電路和速度更快的DSP板，波束數(shù)達(dá)191個(gè)或更多，波束角寬0.5×1°，實(shí)現(xiàn)全姿態(tài)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)和后處理軟件更加成熟；第4代產(chǎn)品以SIMRAD EM 122（全海深）和EM 710（1 500 m水深）為代表，采用了寬頻技術(shù)、近場自動對焦和水體顯示等技術(shù)，提高了聲吶性能，波束數(shù)更多，測深點(diǎn)更密，集成度更高。與EM 120系統(tǒng)相比較，EM 122系統(tǒng)標(biāo)稱指標(biāo)覆蓋寬度最大37 km，單次發(fā)射形成兩行共576個(gè)波束，可加密至864個(gè)測深點(diǎn)，波束角寬最小可達(dá)0.5×1°［10］。

按照設(shè)計(jì)工作原理，多波束測深系統(tǒng)可以分為聲反射-散射和聲相干2種類型，其中基于聲反射-散射原理的占多數(shù)?；诼曄喔傻亩嗖ㄊ鴾y深系統(tǒng)波束總數(shù)較大，并具有較大的覆蓋率，但其探測頻率較高（＞60 k Hz），測量水深較淺（＜600 m），因此目前在深?？睖y中主要還是使用聲反射-散射多波束系統(tǒng)。

多波束測深系統(tǒng)是一種由多傳感器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)的自身性能、輔助傳感器性能和數(shù)據(jù)處理方法對于系統(tǒng)的野外數(shù)據(jù)采集和波束腳印的歸位計(jì)算起著十分重要的作用。目前，多波束測深系統(tǒng)在高精度、高分辨率測量技術(shù)以及集成化與模塊化技術(shù)等方面均已達(dá)到較高的水平。未來一段時(shí)間內(nèi)，在多波束反向散射數(shù)據(jù)處理與底質(zhì)識別以及多波束數(shù)字信息與側(cè)掃聲吶圖像信息的融合方面，隨著新的技術(shù)手段及方法的應(yīng)用，多波束測深系統(tǒng)的準(zhǔn)確度及效率將會提高。此外，多波束測深系統(tǒng)在儀器的性能方面將趨于更可靠、更穩(wěn)定，同時(shí)在確保測深密度和精度的前提下，通過提高系統(tǒng)的分辨率，改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量，進(jìn)而達(dá)到取代側(cè)掃聲吶的目的。

1.3 潛器勘測技術(shù)

隨著調(diào)查水深的增加，當(dāng)進(jìn)入深水區(qū)后，常規(guī)的基于船載設(shè)備調(diào)查和表面拖曳設(shè)備調(diào)查的作業(yè)方式已無法完全滿足深水工程對探測資料精度和分辨率的技術(shù)要求，因此需要開發(fā)應(yīng)用基于潛器（如深拖、ROV、AUV）為作業(yè)平臺的深水工程物探與檢測技術(shù)。

1.3.1 深拖調(diào)查系統(tǒng)

早在20世紀(jì)80年代，國外已開始將深拖系統(tǒng)用于深海地質(zhì)研究和深水工程勘察中。國內(nèi)第1套商業(yè)級深拖系統(tǒng)為從Simrad公司引進(jìn)的Benthos深拖系統(tǒng)，主要用于太平洋多金屬結(jié)核的調(diào)查。中國科學(xué)院聲學(xué)研究所于2004年研制了DTA-4000聲學(xué)深拖系統(tǒng)（最大工作水深4 000 m），但該產(chǎn)品未在市場上推廣應(yīng)用。中海油田服務(wù)股份有限公司于2010年從Edgetech公司引進(jìn)的COSL DT-1型深拖工程物探調(diào)查系統(tǒng)，該系統(tǒng)作業(yè)航速3節(jié)，搭載Edge Tech2400型深水側(cè)掃聲吶、淺地層剖面儀、多波束和水下定位信標(biāo)系統(tǒng)等，搭配5 000 m深水絞車，額定工作水深可達(dá)3 000 m；通過將拖體沉放到預(yù)定深度進(jìn)行拖曳作業(yè)獲取多波束測深數(shù)據(jù)、側(cè)掃聲吶數(shù)據(jù)、淺地層剖面數(shù)據(jù)以及其他傳感器數(shù)據(jù)如聲速數(shù)據(jù)、壓力傳感器數(shù)據(jù)等。近年來該系統(tǒng)在南海北部已完成荔灣3-1及周邊斜坡穩(wěn)定性調(diào)查、流花11-1和16-2油田開發(fā)以及中建南等多個(gè)深水井場深拖工程物探調(diào)查項(xiàng)目，最大作業(yè)水深達(dá)1 500 m，采集了較高質(zhì)量的資料，深拖作業(yè)技術(shù)日趨成熟。

隨著作業(yè)水深的增加，深拖調(diào)查后拖距離會加長，此時(shí)超短基線的定位精度會變差，可通過雙船作業(yè)模式（一船拖曳深拖系統(tǒng)，另一船在拖體上方進(jìn)行跟蹤定位）解決。工程實(shí)踐表明，當(dāng)深拖作業(yè)水深超過700 m時(shí)，為保證必要的調(diào)查精度需要采用雙船作業(yè)模式。

1.3.2 AUV調(diào)查系統(tǒng)

AUV是一種無纜、自帶動力、活動自主的水下航行器。國外AUV技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代早期，至20世紀(jì)90年代初開始走向成熟，成為能夠完成指定任務(wù)的可操作系統(tǒng)。

目前世界上已經(jīng)有數(shù)家公司生產(chǎn)和銷售用于深水工程勘察用途的AUV系統(tǒng)，主要有Maridan A/S公司（丹麥）、Kongsberg Simard公司（挪威）、Bluefin機(jī)器人公司（英國）和ISE研究有限公司（加拿大）等，其中使用客戶最多的是Kongsberg Simard公司推出的HUGIN系列型AUV系統(tǒng)，其HUGIN 3000型AUV系統(tǒng)的最大工作水深可達(dá)6 000 m，單次下潛連續(xù)作業(yè)時(shí)間超過36 h。

目前國內(nèi)相關(guān)單位研制的AUV系統(tǒng)還不完全具備商業(yè)應(yīng)用能力。中海油田服務(wù)股份有限公司于2015年從國外購置的COSL Explorer AUV是一臺面向深海海洋工程勘察的水下自主航行器。該套AUV系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)與流線型魚雷結(jié)構(gòu)，通過專門配置的滑坡式LARS系統(tǒng)進(jìn)行布放回收，最大工作深度可達(dá)3 000 m，裝配有Kongsberg EM2040-07多波束測深系統(tǒng)、Edge Tech 2200-M側(cè)掃聲吶和淺地層剖面系統(tǒng)等，能夠按照預(yù)定任務(wù)規(guī)劃在深水海域進(jìn)行測深調(diào)查、海底地形地貌調(diào)查、淺地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查。COSL Explorer AUV系統(tǒng)正常工作時(shí)續(xù)航能力不少于28 h（巡航速度3節(jié)），其導(dǎo)航系統(tǒng)由高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、多普勒計(jì)程儀和超短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)構(gòu)成。2016年7月，中海油田服務(wù)股份有限公司首次自主使用AUV搭載多波束測深系統(tǒng)、側(cè)掃聲吶與淺地層剖面系統(tǒng)及慣性制導(dǎo)定位系統(tǒng)等在我國南海水深2 500 m左右海域進(jìn)行了深水工程物探調(diào)查，獲取了穩(wěn)定、高精度的定位數(shù)據(jù)和高分辨率的水深、海底地貌及淺地層剖面數(shù)據(jù)，標(biāo)志著我國具備了自主實(shí)施深水AUV調(diào)查的能力。

2 深水工程地質(zhì)調(diào)查技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1 深水海底淺表層取樣與原位測試技術(shù)

深水海底淺表層沉積物主要為強(qiáng)度相對較低的粘性土，采用鉆孔式取樣和原位測試對作業(yè)船和設(shè)備要求非常高，且費(fèi)用高昂，因此，針對深水海底管線路由和小型水下設(shè)施基礎(chǔ)（淺基礎(chǔ)）工程地質(zhì)調(diào)查主要采用非鉆孔式大直徑長管柱狀取樣與原位測試技術(shù)和裝備。

2.1.1 長管柱狀取樣技術(shù)

世界各地深水海底淺表層取樣中使用最多的是由美國伍茲霍爾海洋研究所開發(fā)的GPC取樣器（1970—1999年）和在GPC取樣器基礎(chǔ)上改進(jìn)和輕型化的JPC取樣器（1999年至今）。相對于其他類型的深水取樣器，JPC取樣器重量較輕（約20 kN），操作簡便（類似于常規(guī)的Kullenberg型重力活塞取樣器），使用外徑114 mm鋼質(zhì)取樣管并配置內(nèi)徑102 mm的塑料或PVC襯管，最大取樣深度可達(dá)30 m，作業(yè)水深可達(dá)6 000 m。JPC型取樣器的主要不足是取樣收獲率不易控制，特別是當(dāng)海底底質(zhì)稍硬時(shí)取樣收獲率偏低（約70%），并且樣品有一定程度的擾動，原因是取樣管內(nèi)部的活塞在回收取樣器時(shí)會相對于管內(nèi)的土樣向上移動。目前比較先進(jìn)的是一種最初由法國石油研究所在20世紀(jì)80年代中期開發(fā)的STACOR型固定活塞取樣器，它與JPC型取樣器的最大區(qū)別是在取樣管下部增加了一個(gè)直徑1.5 m的基板，取樣管內(nèi)部活塞的鋼絲繩（2根）通過取樣管外管上下兩端的滑輪與海底基板相連接，這樣保證了貫入時(shí)和回收過程中取樣管內(nèi)部的活塞始終保持與取樣管頂部的樣品接觸不分離，從而提高了取樣收獲率和質(zhì)量［11］。此外，由法國巖土地質(zhì)咨詢服務(wù)公司海洋地理系統(tǒng)公司開發(fā)并獲得專利的STARFISH（海星）型取樣器［12］和由挪威巖土工程研究院（NGI）開發(fā)并獲得專利的（DWS）型取樣器也比較有特色，盡管這2種取樣器的結(jié)構(gòu)及其海底支撐系統(tǒng)有一定的差別，但它們的共同特點(diǎn)是采用安裝于海底基板上的機(jī)械貫入裝置進(jìn)行靜壓取樣，取樣直徑較大（STARFISH的取樣直徑為102 mm，DWS的取樣直徑為110 mm），取樣質(zhì)量高（樣品幾乎不受擾動），取樣收獲率較高（一般大于95%），并且在取樣過程中可實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控貫入深度、速度、阻力、垂直度等，最大取樣深度可達(dá)15 m，作業(yè)水深可達(dá)3 000 m。

“十一五”期間中海油田服務(wù)股份有限公司聯(lián)合浙江大學(xué)成功研制出一套重力活塞式海底水合物取樣器，其設(shè)計(jì)作業(yè)水深大于3 000 m，取樣器本體長度25.5 m（取樣管長度23.5 m），取樣直徑為80 mm（保壓）和90 mm（非保壓），保壓蓄能器工作壓力大于40 MPa，采用船側(cè)舷“π”型支架收放，并在南海水深3 960 m試驗(yàn)海區(qū)成功獲取到18 m長的保壓沉積物樣品。2014年中海油田服務(wù)股份公司從國外購置了一種深水JPC型取樣器，并專門配備了一套自主設(shè)計(jì)制造的滑道式收放裝置，目前使用該套深水JPC系統(tǒng)已在南海北部陸坡深水區(qū)成功完成了多個(gè)點(diǎn)位的取樣任務(wù)，最大取樣長度為21 m（設(shè)計(jì)最大取樣管長度24 m）。該套深水JPC裝置的主要特點(diǎn)是：①模塊化結(jié)構(gòu)，所有的部件都可以放在標(biāo)準(zhǔn)的20尺集裝箱中，便于維護(hù)和運(yùn)輸；②可根據(jù)作業(yè)要求自由配置取樣長度（6、12、18、24 m）；③活塞可根據(jù)水深壓力智能調(diào)節(jié)，取樣收獲率高；④取樣直徑達(dá)到106 mm，取樣質(zhì)量好。

未來深水長管柱狀取樣技術(shù)的發(fā)展有2個(gè)方向，一是向輕型高效取樣技術(shù)發(fā)展，如開發(fā)靜水壓力取樣技術(shù)（以靜水壓力差為動能的液動錘）；二是向長管柱狀取樣與原位測試（CPT等）組合的方向發(fā)展，一次貫入可同時(shí)獲得沉積物樣品土樣及其原位測試數(shù)據(jù)。

2.1.2 原位測試技術(shù)

海上工程地質(zhì)原位測試方法主要有靜力觸探（CPT）、原位十字板剪切試驗(yàn)（VST）和T型觸探試驗(yàn)（T-bar Test）。CPT自1917年由瑞典發(fā)明，后經(jīng)荷蘭完善后逐步推廣應(yīng)用，至今已有近百年的歷史。從20世紀(jì)60年代開始，以荷蘭和法國為首的歐洲國家開始將陸地CPT技術(shù)應(yīng)用于對海底土體的測試，于1965年采用自升式平臺進(jìn)行海底CPT試驗(yàn)并獲得成功。時(shí)至今日，歐美等發(fā)達(dá)國家的CPT技術(shù)已經(jīng)比較成熟，并已開發(fā)出適合于不同水深的海床式和鉆孔式海上CPT系列產(chǎn)品。

國內(nèi)海底CPT技術(shù)起步較晚，1973年中國科學(xué)院海洋研究所成功研制海底CPT儀，廣東省航運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院（1976年）、國土資源部廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局（20世紀(jì)90年代至今）、中國船舶工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院（2003年）、吉林大學(xué)工程技術(shù)研究所（2005年）等先后開展了對海底CPT技術(shù)的研究工作，研制出了一批適合于港口及近岸淺水區(qū)作業(yè)工況的海底CPT系統(tǒng)，但由于測試能力（最大工作深度、最大土體探測深度、最大貫入力）以及設(shè)備的穩(wěn)定性、靈活性和多樣性等方面的問題，這些系統(tǒng)并沒有得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

目前國際上先進(jìn)的CPT探頭可以完成傳統(tǒng)意義上數(shù)據(jù)采集儀器的大部分功能，研究重點(diǎn)已經(jīng)向探頭的高性能和數(shù)據(jù)的可靠傳輸?shù)绒D(zhuǎn)變，主要表現(xiàn)在：①測試精度高，深水CPT探頭還具有壓力補(bǔ)償能力，且穩(wěn)定性好；②適用性強(qiáng)，目前深水CPT探頭可在諸多復(fù)雜環(huán)境下開展測試工作，如水下數(shù)千米的高壓腐蝕環(huán)境等；③測試參數(shù)多，在采集觸探數(shù)據(jù)（錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力）的同時(shí)，可以得到土體的其他相關(guān)參數(shù)，如溫度、剪切力、電導(dǎo)率、地震波等，能為地質(zhì)調(diào)查與工程勘察提供更多的技術(shù)參考；④無纜連續(xù)觸探，通過聲波、射頻或光信號進(jìn)行觸探數(shù)據(jù)的上傳，避免對數(shù)據(jù)傳輸電纜的高性能要求以及減少加接探桿時(shí)對觸探操作的影響。

目前國外深水海床式CPT系統(tǒng)有2種類型：一種是采用可盤繞式撓性探干的輕型海床CPT系統(tǒng)，代表性產(chǎn)品有荷蘭輝固公司的SEASCOUT型和英國DATEM公司的Neptune 5000型海床CPT系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是整套水下裝置體積小、質(zhì)量小（＜3.5 t），易于收放，缺點(diǎn)是探測深度較淺（＜20 m），且不能進(jìn)行VST等其他原位測試；另一種是采用摩擦輪式驅(qū)動和剛性探桿的重型海床CPT系統(tǒng)，最具代表性的是荷蘭輝固（Fugro）公司的SEACALF型和范登堡公司的ROSON 100 k N型深水海床CPT系統(tǒng)，兩者的設(shè)計(jì)原理及主要技術(shù)指標(biāo)基本相同，除能夠進(jìn)行CPT和VST測試外，通過更換測試探頭還可進(jìn)行其他原位測試（如T-Bar測試和Ball-bar測試等）。其中，SEACALF型的設(shè)計(jì)作業(yè)水深為6 000 m，最大測試深度為海底泥面以下50 m；而ROSON 100 k N型的設(shè)計(jì)作業(yè)水深為4 000 m，最大測試深度為海底泥面以下40 m。

深水海底原位測試技術(shù)是深水工程地質(zhì)勘察中最迫切需要發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。中海油田服務(wù)股份公司于2010年引進(jìn)了一套ROSON 100 k N型深水海床原位測試及DWS取樣綜合設(shè)備，配備1條2 500 m長的光纖電力復(fù)合臍帶纜，作業(yè)水深可達(dá)2 000 m。該套裝置的主要特點(diǎn)是兼具原位測試和柱狀取樣兩種功能，即通過更換不同類型的探頭可進(jìn)行各種原位測試（如CPT、VST和T-bar測試等），通過更換驅(qū)動摩擦輪可進(jìn)行高質(zhì)量的DWS柱狀取樣（設(shè)計(jì)最大取樣長度15 m），并采用自主研制的專用甲板收放裝置和水下支撐裝置。該套綜合系統(tǒng)已成功應(yīng)用于我國南海北部陸坡深水油氣開發(fā)工程，于2013年3月在水深407 m工區(qū)采用DWS取樣器成功獲取到7 m長（取樣管長度7.4 m）的大直徑（110 mm）柱狀樣品，并在2015年創(chuàng)造了作業(yè)水深1 399 m，CPT測試深度38.3 m的國內(nèi)記錄。

2.2 深水鉆孔取樣（心）與原位測試技術(shù)

2.2.1 浮船式深水工程地質(zhì)鉆探技術(shù)

傳統(tǒng)基于浮船式的工程地質(zhì)鉆探方法仍然是目前深水工程勘察中用于獲取較深部地層沉積物樣品及原位測試資料的主要技術(shù)手段。國外最早的深水油氣田工程地質(zhì)鉆探始于20世紀(jì)80年代中期，經(jīng)過30多年的工程實(shí)踐，目前船載深水工程地質(zhì)鉆探取樣與原位測試技術(shù)比較成熟和完備，能夠滿足3 000 m水深工程勘察的鉆探需求。深水工程地質(zhì)鉆井系統(tǒng)主要裝備的性能特點(diǎn)表現(xiàn)為：①采用門式雙塔型井架已成為現(xiàn)代新型深水工程地質(zhì)鉆探船的重要標(biāo)志，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單且風(fēng)阻小、自身質(zhì)量相對較小，有利于甲板空間的有效使用和船舶的穩(wěn)性設(shè)計(jì)。②大通徑（＞105 mm）頂驅(qū)裝置是深水工程地質(zhì)鉆探的一大特點(diǎn)和要求，新一代液壓動力頭頂驅(qū)裝置多采用交流變頻技術(shù)，整體性能得到了極大的提高。③鉆柱升沉補(bǔ)償趨于由單一的被動補(bǔ)償向被動和主動組合補(bǔ)償模式發(fā)展，海底基盤的液壓工作鉗采用無線聲學(xué)遙控控制并由水下高性能電池組提供動力，更好地滿足了取樣及測試過程要求保持鉆柱相對于海底處于靜止?fàn)顟B(tài)這一條件。④廣泛采用自動化鉆井輔助工具設(shè)備（如液壓抓管機(jī)、氣動卡瓦、軌道大鉗或鐵鉆工等）和一體化儀表與屏顯技術(shù)，并可對鉆井參數(shù)進(jìn)行自動記錄，作業(yè)效率和安全性得到了很大的提高。

船載深水工程地質(zhì)鉆探取樣（心）方法是在借鑒早期國際上開展大洋鉆探計(jì)劃（ODP）中的工藝技術(shù)及工具基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，如今已形成一套簡便、靈活、有效的專用鉆探取樣（心）及原位測試工具系列，其主要技術(shù)特點(diǎn)為：①井下工具（連接取樣管或原位測試探頭）的貫入以鉆井液為動力源，貫入方式可分為液壓推入式（如Fugro公司開發(fā)的Dolphin系統(tǒng)和Wison XP系統(tǒng)）、液壓錘擊式（如Fugro CORER系統(tǒng)）和液動旋轉(zhuǎn)式，活塞桿的行程根據(jù)地層類型及取樣要求通常分為1、2、4 m等3種類型。②不同類型的井下工具可共用一套專用的底部鉆具總成（BHA），井下工具從頂驅(qū)上部的圓孔中投放并自由下落至BHA位置，取樣或原位測試結(jié)束后通過鋼絲繩絞車下放打撈器將工具回收至甲板，CPT和VST等原位測試采用存儲式探頭。

我國發(fā)展深水工程地質(zhì)鉆探技術(shù)及配套裝備起步較晚，但進(jìn)步較快。中國海洋石油總公司于2007年投資建造國內(nèi)首艘深水綜合勘察船“海洋石油708”，并依托國家重大專項(xiàng)課題聯(lián)合寶雞石油機(jī)械有限公司和北京探礦工程研究所等國內(nèi)相關(guān)單位成功研制出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的深水工程地質(zhì)鉆探系統(tǒng)裝備及配套的專用隨鉆取樣（心）系列工具。“海洋石油708”船于2011年底投入使用，該船采用DP2動力定位系統(tǒng)，可在3 000 m水深、蒲福7級風(fēng)、有效波高3 m和海流2.0節(jié)的海況下對海底泥面以下600 m范圍內(nèi)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。所配套的專用隨鉆取樣（心）工具有3種類型：①針對松散及半固結(jié)的軟土層的TK-1型壓入活塞式取樣器；②針對軟、硬相互交替地層的TK-2型超前伸縮式取樣器；③針對海底破碎地層的TK-3型射流式攬簧取樣器［13］。這3種類型的隨鉆取樣（心）工具均采用了鉆井液驅(qū)動工作原理，技術(shù)性能已接近國外同類型工具產(chǎn)品的水平，其中“海洋石油708”船于2014年8月在南海北部陸坡區(qū)的一次作業(yè)中創(chuàng)造了作業(yè)水深1 723 m、鉆孔連續(xù)取樣至海底泥面以下102 m深度的國內(nèi)自主超深水工程地質(zhì)鉆探取樣記錄。

2.2.2 深水海底工程鉆探技術(shù)

近10年來深水海底工程鉆機(jī)的研制及在深水巖土工程勘察中的應(yīng)用已取得重大突破［14-15］。目前，國外深水海底鉆機(jī)產(chǎn)品型號主要有：德國Marum Bremen的BeBo型、日本Metals Mining Agency的BMS型、澳大利亞Benthic Geotech的PROD、荷蘭Fugro-Gregg Drilling＆Testing的Gregg SeafloorDrill以及加拿大Cellula Robotics的CRD100等。這些裝備的共同特點(diǎn)是采用雙管及繩索取樣（心）技術(shù)，但各家海底鉆機(jī)的作業(yè)能力稍有差別。其中，BMS型的作業(yè)水深可達(dá)6 000 m，取樣深度為30 m；MeBo和CRD100的作業(yè)水深為3 000 m，取樣深度分別為75 m和65 m；PROD的作業(yè)深度為2 000 m，取樣及CPT測試深度為125 m；而Gregg SeafloorDrill的能力最強(qiáng)，其作業(yè)水深為3 000 m，取樣及CPT測試深度為125 m。國內(nèi)目前從事海底鉆機(jī)研制的單位主要有湖南科技大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）和湖南長沙礦山研究院等，其中，湖南科技大學(xué)研制的“海?！碧枮楹５?0 m多用途鉆機(jī)，其設(shè)計(jì)作業(yè)水深為3 000 m，鉆孔取樣深度為海底泥面以下60 m，采用雙管及繩索取樣（心）技術(shù)?！昂Ｅ！碧栍?015年5月在水深3 100 m的海試區(qū)取得成功，順利鉆進(jìn)至海底以下60 m并獲取到沉積物樣品，目前已進(jìn)入工程化示范應(yīng)用階段。

與傳統(tǒng)的基于浮船式鉆探模式相比，基于海底模式的深水海底工程鉆探具有以下優(yōu)勢：①模塊化設(shè)計(jì)，且可選用的船舶資源多（無需專門的深水勘察船）；②自動化程度高，取樣和原位測試質(zhì)量高；③經(jīng)濟(jì)高效，在3 000 m水深時(shí)其作業(yè)效率約為傳統(tǒng)深水勘察船的10倍。

3 深水地質(zhì)災(zāi)害綜合分析與評價(jià)技術(shù)研究現(xiàn)狀

世界各國對于近海陸架災(zāi)害地質(zhì)的研究始于海洋油氣資源的勘探、開發(fā)及其工程建設(shè)活動。葉銀燦等［16］較詳細(xì)地論述了海洋災(zāi)害地質(zhì)學(xué)產(chǎn)生的歷史背景及國內(nèi)外已取得的主要研究成果，其中包括國內(nèi)外對海洋地質(zhì)災(zāi)害的分類方法、典型地質(zhì)災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)理及其對工程的危害影響分析等。我國的深水油氣資源集中在南海水深300～3 000 m海域。2014年4月正式投產(chǎn)的荔灣3-1氣田是我國第1個(gè)深水油氣田，在工程選址和管道路由與平臺場址調(diào)查中國內(nèi)工程勘察單位與輝固公司合作，對處于水深600～1 500 m陸坡的土體穩(wěn)定性重點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)查研究。

當(dāng)前深水地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及評價(jià)技術(shù)進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：

1）交互式三維可視化和勘探工具的開發(fā)與應(yīng)用［17］。該工具的設(shè)計(jì)是專門用來方便勘探和現(xiàn)場勘測中收集的大型、復(fù)合、多成分空間數(shù)據(jù)集的解釋和分析。如果大地參考并且處理得當(dāng)，復(fù)雜的數(shù)據(jù)集可以按固有分辨率水平，以允許多成分綜合的、自然的、直覺的方式顯現(xiàn)，而不影響數(shù)據(jù)的定量性。人工陽光照射、描影和三維透視圖同數(shù)字地形模型（DTM）一起使用，形成天然外觀及方便解釋的量化地形，可以在DTM上涂顏色來表示深度或其他參數(shù)（如反向散射或沉積特性），或者形成基于水深地形或海底地層數(shù)據(jù)的高分辨率結(jié)構(gòu)映射圖像。海底以下數(shù)據(jù)可包含在三維場景中，允許以簡單直覺（但定量）的方式認(rèn)識地下構(gòu)造和屬性同海底測試地形之間的關(guān)系。

2）建立并形成了為海洋油氣工業(yè)界所普遍接受的海洋地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評估框架規(guī)程及綜合分析評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)工具箱［18］，以規(guī)范海洋地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評估項(xiàng)目中的資料采集與處理的內(nèi)容及解釋方法，以及數(shù)據(jù)和成果交付的格式要求。通過應(yīng)用這些工具以及在使用中對這些工具中所包含的知識的更深入的掌握，有利于地質(zhì)災(zāi)害學(xué)家們能夠充分有效地挖掘資料的重要價(jià)值。

4 深水工程勘察技術(shù)研究展望

目前，新一代深水勘察船廣泛采用了全電力推進(jìn)系統(tǒng)并具備動力定位能力，船舶性能與功能得到了很大提升，且大多具備多用途、多角色綜合深水工程勘察的作業(yè)能力。高精度深水多波束技術(shù)及以AUV調(diào)查為代表的工程物探技術(shù)的廣泛應(yīng)用，極大地改善了深水工程物探資料的采集品質(zhì)（數(shù)據(jù)密度、精度和分辨率）和作業(yè)效率，同時(shí)也為深水海底地形地貌及海底淺層地質(zhì)體內(nèi)沉積結(jié)構(gòu)特征的精細(xì)刻畫與三維可視化呈現(xiàn)提供了必要的素材。非鉆孔式深水海床原位測試技術(shù)與長管活塞式柱狀取樣技術(shù)，以及基于浮船式的、以鉆井液壓力為動力源的深水無隔水管鉆孔取樣與原位測試技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展較成熟的深水工程地質(zhì)取樣與原位測試技術(shù)。

深水地質(zhì)災(zāi)害是深水油氣勘探開發(fā)面臨的一項(xiàng)艱巨挑戰(zhàn)。為攻克這一難題，目前世界各國已對充分應(yīng)用、融合油氣勘探和工程勘察中的創(chuàng)新技術(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)識。工程勘察是地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評估的重要組成部分，預(yù)計(jì)在未來數(shù)年中，國際上基于潛器為作業(yè)平臺的工程物探與檢測技術(shù)（深拖、ROV、AUV調(diào)查與檢測技術(shù)）將得到成熟應(yīng)用；無人潛器的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為體積小、兼容性高及模塊化，開發(fā)新能源并提高續(xù)航能力，進(jìn)一步提高導(dǎo)航定位能力［19］。在深水工程物探技術(shù)方面，為實(shí)現(xiàn)運(yùn)用聲學(xué)探測資料對海底沉積物地層的分類識別（包括高精度聲學(xué)成像）、地層結(jié)構(gòu)的精細(xì)刻畫及巖土工程特性參數(shù)的解釋，以多波束相干聲吶、合成孔徑聲吶以及相控參量陣聲吶技術(shù)為原理的海底淺表層聲學(xué)探測系統(tǒng)設(shè)備將得到越來越廣泛的應(yīng)用［12，15-16］。此外，采用高分辨二維系統(tǒng)進(jìn)行三維數(shù)字地震采集，用AUV進(jìn)行微3D采集以及進(jìn)行海底地震（OBS/OBN）采集（目前局限于淺水）等勘探地球物理技術(shù)能直接提取和解釋巖土工程特性（目前的難點(diǎn)是數(shù)據(jù)類型通常是單道數(shù)據(jù)，使得一些常用于勘探地球物理解釋分析的先進(jìn)技術(shù)難以應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域）［20］，而且通過對系統(tǒng)的不斷改進(jìn)和提高作業(yè)功能及可靠性，基于海底模式的工程鉆探不久將成為進(jìn)行超深水（水深＞1 500 m）工程地質(zhì)鉆探取樣及原位測試的主要技術(shù)手段和方法，同時(shí)最初用于油氣勘探的電纜測井與隨鉆測井LWD技術(shù)在基于深水工程地質(zhì)鉆探船鉆井模式的深水淺層災(zāi)害地質(zhì)及水合物鉆探調(diào)查中也將得到重視和更多的應(yīng)用［20］。目前，中海油田服務(wù)股份有限公司已成功研制出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的小井眼電纜測井和LWD系統(tǒng)，為促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)在我國南海深水區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與水合物資源調(diào)查中的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

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Current status and development outlook of deep water geotechnical investigation and survey technology

ZHOU Yangrui WU Qiuyun DONG Mingming FENG Xiangzi
（China Oilfield Services Co.Ltd.，Tianjin300459，China）

This paper presents an overview of the current research on deep water geotechnical investigation and survey technology，both domestic and overseas，including subsea acoustic positioning，shallow seabed acoustic detection，submersible survey，shallow seabed sediment sampling＆in-situ testing，deep water borehole sampling＆in-situ testing，and integrated deep water geohazard assessment techniques，etc.Trends of the technical development in the future are also discussed and prospected in this paper.The results of this paper are of great referential significance for the development of deep water geophysical and geotechnical survey technology and equipment with independent intellectual property rights and for better serving the deep water oil and gas exploration and development engineering in China.

deep water；geotechnical investigation＆surveying；geophysical survey；engineering geological investigation；integrated geohazard analysis＆assessment；current research；development outlook

周楊銳，吳秋云，董明明，等.深水工程勘察技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望［J］.中國海上油氣，2017，29（6）：158-166.

ZHOU Yangrui，WU Qiuyun，DONG Mingming，et al.Current status and development outlook of deep water geotechnical investigation and survey technology［J］.China Offshore Oil and Gas，2017，29（6）：158-166.

TE132.1

A

1673-1506（2017）06-0158-09

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.06.021

周楊銳，男，高級工程師，1984年畢業(yè)于廣東石油學(xué)校石油地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)從事海洋巖土工程勘察技術(shù)與研究工作。地址：天津市濱海新區(qū)塘沽海洋高新區(qū)海川路1581號（郵編：300459）。E-mail：zhouyr2＠cosl.com.cn。

2017-01-05改回日期：2017-07-01

（編輯：葉秋敏）