留德、留美13年后回國(guó)，不甘心西方技術(shù)壟斷，2010年起，中國(guó)海洋大學(xué)李予國(guó)教授5年來(lái)率團(tuán)隊(duì)研發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海底電磁采集站。今年6月，李予國(guó)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的海底電磁采集站（OBEM）在我國(guó)南部海域成功完成4000米級(jí)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(guó)教授現(xiàn)任中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)，博士期間在德國(guó)、美國(guó)留學(xué)，在國(guó)外學(xué)習(xí)研究有13年之久，直到2010年，李予國(guó)回國(guó)專(zhuān)心于電磁探測(cè)技術(shù)研究。

李予國(guó)教授告訴記者，海洋電磁法是海底油氣資源探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，從上世紀(jì)80年代開(kāi)始西方發(fā)達(dá)國(guó)家就著手研究，近年來(lái)，海洋電磁技術(shù)在國(guó)際上發(fā)展很快，已經(jīng)在海底油氣資源探測(cè)中取得了明顯的應(yīng)用效果。“但是目前，由于國(guó)際油氣工業(yè)界對(duì)海洋電磁技術(shù)和相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的保密和技術(shù)壟斷，海洋電磁測(cè)量?jī)x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(guó)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(méi)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(kāi)展海洋電磁技術(shù)研究、發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海洋油氣探測(cè)技術(shù)。”李予國(guó)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(cè)量裝備，他回國(guó)后與學(xué)校地質(zhì)、信息、工程等領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者經(jīng)過(guò)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(guó)家基金委重點(diǎn)基金和中國(guó)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(chǎng)傳感器、磁場(chǎng)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(cè)量海底大地電磁場(chǎng)的3個(gè)電場(chǎng)分量和2個(gè)磁場(chǎng)分量。

“從形狀上看，海底電磁采集站是一個(gè)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(guò)自帶的GPS定位。盒子四面有四個(gè)觸手，是用來(lái)收集電磁信號(hào)的。”李予國(guó)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(guò)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(cè)試，第一次下海測(cè)試非常成功。第一次海試后，經(jīng)過(guò)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(guó)海洋大學(xué)東方紅2號(hào)到我國(guó)南海海域進(jìn)行深海測(cè)試，并成功完成了1000米深海試。

今年6月初，兩臺(tái)海底電磁采集站搭載“海大號(hào)”海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查船到南海海域開(kāi)展了深海海試。團(tuán)隊(duì)人員將2臺(tái)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(guó)教授表示，該海底電磁采集站既可以觀測(cè)天然場(chǎng)源產(chǎn)生的海洋電磁場(chǎng)，也可以觀測(cè)人工源產(chǎn)生的海洋電磁場(chǎng)，該技術(shù)首先在海洋油氣資源和天然氣水合物探測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

“海洋油氣資源日漸重要，現(xiàn)在每個(gè)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(guó)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(guó)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(shuō)在海底打三個(gè)井眼，原來(lái)可能只有一個(gè)井眼有油氣，另外兩個(gè)沒(méi)有，擁有這個(gè)技術(shù)之后，可能打三個(gè)井眼有兩個(gè)是有油氣的，這樣就節(jié)省了數(shù)以億計(jì)的資金。”

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

“整個(gè)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(gè)探測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)將全部完成。”李予國(guó)教授介紹。

曾遇大浪涌全晃吐了

李予國(guó)教授研發(fā)團(tuán)隊(duì)兩次南海深海測(cè)試，每次都是在海上一個(gè)月左右。李予國(guó)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(guó)教授說(shuō)，不過(guò)，再怎么辛苦，當(dāng)海試成功后，大家都覺(jué)得值了。特別是今年6月，5次深海測(cè)試全部成功是國(guó)際少見(jiàn)的成功率（國(guó)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(guó)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(chǎng)傳感器均具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

據(jù)悉，中國(guó)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(guó)海洋大學(xué)海洋電磁探測(cè)技術(shù)與裝備研制取得重大突破性進(jìn)展，填補(bǔ)了我國(guó)在這一方面的空白，使我國(guó)海洋電磁裝備研制達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，成為繼美國(guó)、德國(guó)和日本之后第四個(gè)有能力在水深超過(guò)3000米以上海域進(jìn)行海洋電磁場(chǎng)測(cè)量和研究的國(guó)家。

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