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歐美大地 海洋工程
海洋工程
1000段可靠的PS波測井數據從哪來?
發布時間:2020-11-25 瀏覽次數:23650 來源:歐美大地

摘要

 

海上風電項目往往要求最大限度地減少/消除停機事故,并需要應對惡劣的海洋環境。10多年來,Robertson Geo在可再生能源領域積累了豐富的經驗,基于PS懸掛探頭進行了全球多項風電項目的測井工作。

 

 

可再生能源對環境無害或危害極小,而且資源分布廣泛,適宜就地開發利用,因此對地質勘探數據的質量提出了更高的要求。

 

可再生能源研究方向

現場調查。

風電場、近海結構、大壩安全性的基礎研究。

地震工程中對土壤/巖石的物理性質如剪切模量、體積模量、壓縮性和泊松比進測量以監測強震場的特征。

地震反射測量的速度控制。

 研究 

方向

 

海上風電是近些年發展最快的可再生能源項目。風電場通常位于風力最大的地區,海面通常存在風大浪急的情況,且海上風電項目往往要求最大限度地減少/消除停機事故,并需要應對惡劣的海洋環境。因此,海上勘察項目往往要求設備使用耐腐蝕材料并改進其防水性能,且在鉆井船上進行操作需要考慮盡量減少波浪運動造成的干擾,同時對于備用配件及人員經驗的要求也更為完善。

Robertson Geo一直為海上可再生能源項目提供服務。除了為英國和周圍的許多風力發電廠提供服務外,工程師們還參與了德國、丹麥、法國、比利時、臺灣和美國海上風電場項目。在這些海上風電項目中多為自升式平臺和鉆井船,主要采用PS懸掛探頭進行測井。

 

高分辨率地震波測量技術
PS測井探頭

 

PS測井探頭適用于從單個井眼進行深達 1000 米的
高分辨率地震波測量技術


P-S懸掛探頭

PS懸掛探頭是低頻聲學探頭,用于調查海底地層巖石強度,在單個鉆孔內測量巖石和土壤中提供高分辨率剪切波和壓縮波速度數據。與傳統的模式轉換不同,它使用間接激發,能夠在深達1000米的井眼中獲取高分辨率P波和S波數據。

自 1979 年開始,Robertson Geo就對P-S懸掛探頭進行不斷的改進創新、開發和制造。如今,它經常被應用于大型土木工程和海上項目,并作為測定土壤和巖石強度的行業參考方法。


試原

P-S懸掛探頭包含一個大功率震源和兩個由聲阻尼管隔開的接受器,采集數據時,探頭停在設定的深度,震源由地面控制點火,點火引發一個受控螺線管沿井軸方向排列,依次去撞擊在探頭對面上的發聲體,在周圍的液體中建立一個壓力偶。由此引起的液體運動在井壁產生一個管形波,其波速接近地層的剪切波速度,同時伴隨有壓縮波。當波平行井軸方向傳播時,他們使得相應的流動運動,這種運動被兩個中等浮力的3D水中檢波器檢測,從而直接測得波速。如通常的地震數據采集一樣,操作軟件中也包含有多次疊加和濾波技術。

 

P波

S波

 

海上

勘察

P-S懸掛探頭經過40 多年的持續開發和來自全球 1000 個井眼的可靠數據證實,已成為行業標準,適用于嚴酷的海上環境。

 

丹麥托爾海上風電站項目

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截止到2030年丹麥將新建3個海上風電站。作為初步巖土勘察的一部分,Robertson Geo在兩周內對4個70米鉆孔進行了PS測井操作。PS測井探頭測量得到的數據良好,壓縮波和剪切波很好識別??梢耘袛嚆@遇地層主要是中等到堅硬的粘土層和一些致密的砂巖層。

 

在不需要外部供能的情況下,PS測井探頭可以測量單個鉆孔中的壓縮波和剪切波的波速,使用簡單、快速。當結合體積密度值(如密度測井或本井巖心取樣測試)時,可使用簡單公式計算微小應變模量(楊氏模量、剪切模量和體積模量)。這些數據由Robertson Geo服務工程師記錄和處理,并由一名高級工程師在總部進一步評估。

 

中國臺灣觀音海上風電站項目

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到2025年中國臺灣將實現至少提供20%的可再生能源的目標,到本世紀中葉,太陽能光伏發電達到20GW,海上風能達到5.7GW。

Robertson Geo負責測井深度在35米的多個井孔的測試。在350MW的風電場現場通過2000米的船用絞車部署PS測井探頭進行的為期9周的探測。


 

該區域海底0-10/20m為礫巖,10/20m-35m為砂和粘土。在泥線和10/20m以下的測井作業(各鉆孔不同),礫巖層(礫石和鵝卵石)易導致鉆孔坍塌。為了盡量避免這一點,并努力獲得盡可能多的數據,測試過程中會上下移動套管柱0.5m(通常在6m位置)。在一些情況下,實際測井時間長達12-15小時。

獲得的數據由Robertson Geo工程師在現場進行處理,并與自升船的船上實驗室給出的密度值相佐證時,得到微小應變模量。

Robertson Geo

自2007年以來,Robertson Geo作為可再生能源測井服務和設備的專業供應商,積累了豐富的國際項目經驗,其成熟且穩定的技術及設備,可確保在測試井中獲得最高質量的校準數據,以適用于最惡劣的海域環境,如安裝升降補償鉆井船舶或自升式鉆井平臺系統。




 
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