留德、留美13年后回國，不甘心西方技術(shù)壟斷，2010年起，中國海洋大學(xué)李予國教授5年來率團(tuán)隊(duì)研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的海底電磁采集站。今年6月，李予國團(tuán)隊(duì)研發(fā)的海底電磁采集站（OBEM）在我國南部海域成功完成4000米級海底大地電磁數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)。據(jù)悉，該技術(shù)如果成功運(yùn)用于海洋油氣勘探領(lǐng)域，勘探效率將提高一倍，節(jié)省的勘探資金將以億元計(jì)。

不甘壟斷搞自主研發(fā)

李予國教授現(xiàn)任中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院副院長，博士期間在德國、美國留學(xué)，在國外學(xué)習(xí)研究有13年之久，直到2010年，李予國回國專心于電磁探測技術(shù)研究。

李予國教授告訴記者，海洋電磁法是海底油氣資源探測的關(guān)鍵技術(shù)之一，從上世紀(jì)80年代開始西方發(fā)達(dá)國家就著手研究，近年來，海洋電磁技術(shù)在國際上發(fā)展很快，已經(jīng)在海底油氣資源探測中取得了明顯的應(yīng)用效果。“但是目前，由于國際油氣工業(yè)界對海洋電磁技術(shù)和相關(guān)實(shí)測數(shù)據(jù)的保密和技術(shù)壟斷，海洋電磁測量儀器裝備和采集的核心技術(shù)只控制在少數(shù)幾家地球物理勘探服務(wù)公司手中，他們不出售儀器設(shè)備而只提供技術(shù)服務(wù)。”

“我國海洋電磁技術(shù)研究起步較晚，該技術(shù)的研發(fā)工作相當(dāng)滯后，一直沒有可用于深海油氣勘探的儀器設(shè)備和相應(yīng)的資料處理和解釋方法技術(shù)。因而，我們急需加快開展海洋電磁技術(shù)研究、發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋油氣探測技術(shù)。”李予國教授介紹，為了掌握海洋電磁核心技術(shù)，研發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的測量裝備，他回國后與學(xué)校地質(zhì)、信息、工程等領(lǐng)域的專家學(xué)者經(jīng)過充分溝通，組織了海底電磁采集站研發(fā)團(tuán)隊(duì)。這項(xiàng)工作得到了科技部863高科技、國家基金委重點(diǎn)基金和中國地質(zhì)調(diào)查局的大力支持。

三次海試均獲成功

據(jù)介紹，海底電磁采集站由電磁數(shù)據(jù)記錄儀、電場傳感器、磁場傳感器、信標(biāo)、釋放器、方位與CTD記錄儀、浮球、錨系和框架等組成，可以測量海底大地電磁場的3個電場分量和2個磁場分量。

“從形狀上看，海底電磁采集站是一個方盒子，下面是水泥錨定，下潛的時(shí)候靠水泥錨定的負(fù)浮力下沉，收集完畢之后錨定脫落，靠采集器自身的正浮力上浮，浮出水面后最后通過自帶的GPS定位。盒子四面有四個觸手，是用來收集電磁信號的。”李予國教授介紹。

據(jù)悉，海底電磁采集站從2014年5月研制出樣機(jī)到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)過三次海試。2014年5月，研制出的收集站樣機(jī)首次在膠州灣、沙子口這兩處近海淺海海域進(jìn)行測試，第一次下海測試非常成功。第一次海試后，經(jīng)過改進(jìn)采集站的電路設(shè)備，2014年12月到今年1月，海底電磁采集站搭載中國海洋大學(xué)東方紅2號到我國南海海域進(jìn)行深海測試，并成功完成了1000米深海試。

今年6月初，兩臺海底電磁采集站搭載“海大號”海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查船到南海海域開展了深海海試。團(tuán)隊(duì)人員將2臺采集站分別投放至深度為3682米、3690米、3711米、3727米、4022米的海底，5次試驗(yàn)均順利回收。

節(jié)省勘探費(fèi)以億元計(jì)

李予國教授表示，該海底電磁采集站既可以觀測天然場源產(chǎn)生的海洋電磁場，也可以觀測人工源產(chǎn)生的海洋電磁場，該技術(shù)首先在海洋油氣資源和天然氣水合物探測等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

“海洋油氣資源日漸重要，現(xiàn)在每個海洋油氣鉆井試驗(yàn)的投資少則億元，多則數(shù)十億，就目前我國在油氣勘探中使用的技術(shù)，勘探準(zhǔn)確率有限，而一旦勘探失誤浪費(fèi)的成本巨大。”李予國告訴記者，完整掌握海洋電磁法之后，可以將海洋油氣的勘探效率提高一倍。“比如說在海底打三個井眼，原來可能只有一個井眼有油氣，另外兩個沒有，擁有這個技術(shù)之后，可能打三個井眼有兩個是有油氣的，這樣就節(jié)省了數(shù)以億計(jì)的資金。”

不只對海洋油氣的勘探有巨大價(jià)值，該技術(shù)對海底地球結(jié)構(gòu)和動力學(xué)研究也意義重大。李予國表示，海底采集站可以收集到海洋電磁場，將對人類認(rèn)識海洋、發(fā)現(xiàn)海洋的奧秘提供豐富素材。

“整個深水可控源電磁勘探系統(tǒng)的研發(fā)，除了海底電磁采集站之外，我們還需要研制水下電磁發(fā)射器，發(fā)射器的功能性試驗(yàn)預(yù)計(jì)在今年10月進(jìn)行，明年整個探測系統(tǒng)的研發(fā)將全部完成。”李予國教授介紹。

曾遇大浪涌全晃吐了

李予國教授研發(fā)團(tuán)隊(duì)兩次南海深海測試，每次都是在海上一個月左右。李予國教授回憶起去年年底進(jìn)行海試時(shí)，正好遇到南海海域好幾次大浪涌，研發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員幾乎都被浪涌晃吐了。

李予國教授說，不過，再怎么辛苦，當(dāng)海試成功后，大家都覺得值了。特別是今年6月，5次深海測試全部成功是國際少見的成功率（國際海試平均成功率是50%），驗(yàn)證了海底電磁采集站在深海環(huán)境下各項(xiàng)性能和功能指標(biāo)，讓團(tuán)隊(duì)人員特別欣慰。更讓李予國教授驕傲的是，采集器的電磁數(shù)據(jù)記錄儀、框架設(shè)計(jì)、釋放機(jī)構(gòu)、回收信標(biāo)、電場傳感器均具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

據(jù)悉，中國海洋大學(xué)研制的海底電磁采集站（OBEM）成功完成4000米海試，標(biāo)志著中國海洋大學(xué)海洋電磁探測技術(shù)與裝備研制取得重大突破性進(jìn)展，填補(bǔ)了我國在這一方面的空白，使我國海洋電磁裝備研制達(dá)到國際先進(jìn)水平，成為繼美國、德國和日本之后第四個有能力在水深超過3000米以上海域進(jìn)行海洋電磁場測量和研究的國家。

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