南海北部陆坡区海底表层沉积物特性浅析

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2014年7月上 第13期 总第193期

油田、矿山、

1 引言

随着陆上油气资源重大发现的概率逐渐减小,海上油气勘探已成为目前以致未来世界能源开发新的热点。在过去的10年间,海上油气探明储量约450亿吨,这仅占全部可能储量的20%,尚处于勘探早期阶段。而国际上一般公认的大于300m水深的深水区域更是蕴藏着不可预知的巨大储量,陆坡和深海盆地的油气勘探开发不断升温。

深水区在我国主要分布于东海和南海,特别是南海,平均水深就达1140m,且其大部分区域属于深海范围,而我国目前在南海拥有的绝大多数油气田均位于浅水区。2009年开始,以中海油为代表的中国海洋油气开发正式向深海进军。本文将依托2009～2010年中海油与HUSKY共同实施开发的荔湾3-1气田开发项目对南海陆坡区海底土质进行工程意义研究,并重点针对水深500～1500m的范围的海底进行表层土质特性分析。

南海北部陆坡是南海海底表面起伏高差最大的一个斜坡，按其地形剖面形态特征可划分为上陆坡、中陆坡和下陆坡。上陆坡水深

150～1500m，平均坡度1°～3°，中陆坡水深平均水深1000～1500m，地势较为平坦，下陆坡水深1500～3000m，平均坡度2°～4°。(见图1)

2 正文

荔湾3-1气田开发项目工程环境调查从2009年年底持续到2010年，其中工程地质方面以浅层土质取样为主，主要通过重力取样和浅层钻孔取样来实施，水深小于200m的地方实施钻孔取样，水深超过200m的区域进行了重力取样，特别是水深大于500m的陆坡段分

别取得近60个重力样和箱式样，取样点以30～50m的水深间隔沿管线路由分布，基本覆盖了从500～1500m的水深变化范围。其区域位置大致介于E115°～E116°和N19.5°～N20.5°之间。

本次调查取样所揭示的陆坡区表层沉积物类型与图2(摘自《南海地质》)所示基本一致，主要为粘土、粉质粘土和粉土。

我们选取其中56个重力样进行各项数据统计，这些样品平均长度2.6～3.4m，土质成分以细粒土为主，表层夹杂少许细砂粒。颜色随水深增加由褐灰色向绿灰色过渡，局部可见黄褐色淤泥或浮泥。

作者简介:李光耀(1986-10-04),男,2009年毕业于中国地质大学(武汉),获学士学位,工程师,主要从事海洋工程地质调查工作。

南海北部陆坡区海底表层沉积物特性浅析

李光耀

(中海油田服务股份有限公司,天津 300450)

【摘　要】依托荔湾3-1气田开发项目,对处于南海北部陆坡区水深约500～1500m的海底表层沉积物进行工程特性分析,通过对物理及力学指标的统计和曲线拟合,阐明南海北部陆坡区海底沉积物的土质组成、分布规律,以及土质参数在横向上与水深变化之间的关系,探讨其变化规律和相关性。另选取水深超过1000m的表层沉积物取样进行纵向统计分析,揭示土质强度与土样深度之间的关系,并初步求得强度相对于深度的经验公式。通过上述分析,为将来此区其他海底施工作业或前期设计提供一定的参考和借鉴。

【关键词】南海北部陆坡 沉积物 特性 曲线拟合 相关性

表1 500～1500m 水深范围内海底以下1m 处土样参数平均值

表2 500～1500m 水深范围内海底以下2m 处土样参数平均值

表3 500～1500m 水深范围内海底以下3m 处土样参数平均值

水深范围(m)

抗剪强度(KPa) 含水率(%) 天然容重(KN/m 3

) 塑性指数 液限(%) 孔隙率 D 50 500~700 9.3 64.8 15.6 21.8 54.4 1.887 0.0244 700~800 8.8 60.2 15.9 19.1 54.1 1.750 0.0298 800~900 7.8 78.5 15.2 30.2 63.7 2.180 0.0122 900~1200 4.3 100.8 14.2 39.8 76.8 2.885 0.0096 1200~1500

3.2

129

13.6

47.8 91.5 3.601 0.0086

水深范围(m) 抗剪强度(KPa) 含水率(%) 天然容重(KN/m 3

) 塑性指数 液限(%) 孔隙率 D 50 500~700 7.9 54.1 16.1 18 46.1 1.602 0.028 700~800 10 60.7 15.8 18.4 49.6 1.775 0.0317 800~900 7.7 75.5 15.0 29.5 62.3 2.162 0.0132 900~1200 5.3 92.7 14.4 40.5 76.9 2.647 0.0093 1200~1500

4.2

120

13.7

46.6 87.8 3.345 0.0085

水深范围(m) 抗剪强度(KPa) 含水率(%) 天然容重(KN/m 3

) 塑性指数 液限(%) 孔隙率 D 50 500~700 6.4 51 16.9 13.3 37.7 1.422 0.0367 700~800 10.1 60 15.62 18.3 48.7 1.811 0.0328 800~900 8.5 71 15.42 28 58 2.111 0.0143 900~1200 5.6 96 14.4 37.9 74 2.712 0.009 1200~1500

5.2

120.3

13.51

46.6 87.4 3.164 0.0081

表4

水深/m 方程式

相关系数 1 y=8E-05x 2-0.0618x+69.594(x≥500m)

R 2=0.8145 2 y=5E-05x 2

-0.0161x+45.161(x≥500m)

R 2

=0.8198 3

y=8E-06x 2

+0.0823x-4.9823(x≥500m)

R 2

=0.8860