海底滑坡典型特征及石油地质学意义

海底滑坡是一种由于重力失稳导致的广泛发生在外陆架-上陆坡-深海平原的沉积物搬运体,是海底沉积物重要的搬运过程,具有较强的侵蚀能力和搬运能力,可将大量陆架沉积物搬运至深海,为深海带来丰富的沉积物。再沉积后的滑坡体因其特殊的内部结构,对海洋油气成藏有重要影响。综合国内外研究,对海底滑坡空间展布特征和垂向结构特征进行总结,对滑坡体岩石物理特征进行梳理,揭示海底滑坡边界特征、内部结构以及岩石物理特征。结合海底滑坡特征,从提供物源、储层、盖层、改变海底温压等方面分析海底滑坡对海底油气藏的积极意义,从破坏盖层、改变海底土体温压环境等方面分析海底滑坡对海底油气藏的负面影响。最后结合国内外研究现状,指出未来应对海底滑坡微尺度特征识别、进一步开展海底滑坡与海底油气藏联系以及加强海洋油气开发致灾风险等方面进行深入研究。     

海底滑坡块体运动研究综述

海底滑坡是一种极具破坏力的海底地质灾害。其一旦发生,破坏后的块体可以高速运移至数十千米甚至上百千米远,能够对影响区域内的海洋油气生产平台、海底管道、海底电缆等海洋工程设施造成破坏性影响。本研究根据国内外海底滑坡研究领域的最新成果,简要介绍分析与海底斜坡失稳后块体运动有关的调查方法、数值模拟以及物理实验等研究的现状与进展,以期为我国今后海底滑坡地质灾害评价与防治研究提供参考。     

黄河水下三角洲土体失稳研究现状与展望

高分辨率声学调查结果表明,黄河水下三角洲上存在大量的不稳定地貌.总结了关于黄河水下三角洲海底土体的塌陷与滑坡2种失稳破坏的研究现状,指出目前对塌陷与滑坡机理研究的成果主要还是定性分析或推测,缺少理论计算分析和现场及室内的测试验证.     

海底斜坡稳定性研究进展及分析

海底斜坡稳定性受风暴潮、海底地震等有许多不确定因素影响,易发生失稳破坏,产生较大的海洋地质灾害问题.简要介绍了国内外海底斜坡稳定性研究进展;利用GEO-SLOPE滑坡分析软件进行海底边坡稳定性计算,建立研究区斜坡有限元模型、滑移模式,确定模型计算的基础资料如海底地形参数、地层结构参数、土体强度参数等指标,模拟大风浪和地震力作用等极端条件下斜坡稳定性可靠度计算和数值分析,确定海底斜坡失稳空间特征和斜坡失稳概率,对促进今后的海底斜坡稳定性分析方法研究将会起到一定的指导作用.     

国内外海底斜坡稳定性研究概况

海底斜坡物质受地震、风暴潮等动力因素的影响,其强度变弱,发生失稳破坏,对海底工程设施具有较大的破坏性,引起人们的广泛关注。根据近几年来国外海底斜坡稳定性研究领域的最新成果,简要介绍分析与海底斜坡失稳有关的调查方法、分类、失稳机制、失稳空间和稳定性评价等研究情况。这些方面的成果代表了当前国际海底斜坡稳定性研究的进展和动态,对促进我国今后的海底斜坡稳定性研究将会起到一定的帮助作用。     

影响东海海底管道安全的灾害因素

通过多年的海底管道检测成果,分析了东海海区对管道路由存在威胁的灾害因素,认为可以分为人类活动、海流冲刷、浅部地质灾害和砂质底质等;重点探讨了拖痕、海流冲刷、浅层气和砂土液化等灾害因素的致灾机理和致灾结果,目的是加深对这些灾害的认识,以期在今后的检测中能够及时发现存在的安全隐患,并能采取相应的防范措施,确保海底管道的安全运行。     

基于谱聚类算法的海底滑坡危险性评价

海底滑坡的危险性评价与分区,对海洋工程设施的选址和危险预防具有指导作用.本文基于无监督机器学习的谱聚类算法对黄河口埕岛海域展开了海底滑坡危险性评价,构建了输入参数为9、输出类别为4、核函数参数为0.08的海底滑坡危险性评价模型.使用该模型进行评价,将研究区分为了海底滑坡危险性高、较高、较低和低的区域.评价结果与地质环境...     

影响东海海底管道安全的灾害因素

通过多年的海底管道检测成果,分析了东海海区对管道路由存在威胁的灾害因素,认为可以分为人类活动、海流冲刷、浅部地质灾害和砂质底质等;重点探讨了拖痕、海流冲刷、浅层气和砂土液化等灾害因素的致灾机理和致灾结果,目的是加深对这些灾害的认识,以期在今后的检测中能够及时发现存在的安全隐患,并能采取相应的防范措施,确保海底管道的安全运行。     

水合物分解对海底边坡稳定影响的数值模拟分析

海底边坡失稳会给人类造成巨大危害,部分海底边坡失稳案例被证实与水合物分解有关。由于海底条件的复杂性,人们很难直接观察水合物分解引起的海底边坡失稳过程。数值模拟可以相对准确地预测水合物分解可能引起的海底边坡失稳状况。通过选用基于ABAQUS软件的有限元强度折减法,模拟海底边坡失稳的过程并得到相应结果,分析了水合物分解程度、水合物带上覆厚度、边坡角度等因素对海底边坡稳定性的影响。结果表明,正常情况下,塑性区首先在坡脚区域出现并逐渐向上发展至坡顶;当水合物分解达到一定程度后,塑性区首先出现在水合物带,随后自水合物带向上发展至坡顶,并和随后在坡脚出现的塑性区形成贯通边坡的塑性带。水合物埋藏越深,越有可能造成大规模的滑坡;边坡角度高于15°时,水合物分解会急剧促进边坡失稳。     

冲绳海槽天然气水合物与地质构造的关系

海底天然气水合物大多与通过切穿沉积盖层的断裂的上升烃类流体相关,这些高渗透带包括底辟和泥火山等侵入构造,所以海底断裂、底辟和泥火山等构造周围可能赋存天然气水合物;其次,高沉积速率和巨厚沉积层可使有机质迅速掩埋而保存起来,为天然气水合物的生成提供充足物源,因此,邻近陆坡河谷口的海底沉积扇也是天然气水合物赋存的有利地区;另外,由于陆坡区的水合物沉积层比海盆更容易受外界温压变化的影响发生失稳分解,诱发海底滑坡,所以滑坡与天然气水合物赋存之间的关系也非常密切。冲绳海槽邻近海域具有覆水深、沉积厚度大、沉积速率高和有机质丰富等有利赋存条件,目前的研究已经在该海域发现了天然气水合物赋存的地球物理证据BSR,因此,在现有研究基础上开展断裂、泥火山、海底扇、海底滑坡等与天然气水合物相关的构造研究,可以深入了解天然气水合物在不同地质构造中的分布特征与演化,为更精确地评估其资源潜力提供参考。     

海底滑坡与天然气水合物之间的相互关系

海底滑坡是具有巨大危害作用的海洋地质灾害之一,近来发现其与海底天然气水合物的分解有重大的关系。详细分析了天然气水合物的形成和分解对海底沉积物的影响;提出了4种自然因素引起水合物分解,导致海底滑坡的观点;列举了国内外滑坡研究的具体事例;从另外一方面讲,海底滑坡对寻找天然气水合物又具有重要的指示作用。     

地震触发海底滑坡物理模型及数学模型试验分析

针对南海北部陆坡区地震成因的海底滑坡频发问题,采用室内模型分析法分析地震对于海底滑坡触发的影响作用.仿照南海北部陆坡海底工程环境构建水槽模型,分析引发海底斜坡失稳的临界地震参数,观察滑坡的运移特征,对比振动前后土体力学性质变化;并依据水槽模型构建有限元数学模型,计算模拟陆坡在不同地震加载下的稳定系数并进行对比.综合两部...     

天然气水合物分解对海底斜坡稳定性影响研究进展

天然气水合物作为一种新型能源,已经逐渐引起人们的重视。赋存于海底沉积物中的天然气水合物虽然本身作为亚稳定胶结物对海底有建造作用,但是由于其对特定温度和压力条件的严格依赖,海底温压条件的改变会引起其分解,从而使海底沉积物失稳甚至导致海底滑坡。本研究系统介绍了近年来国内外针对天然气水合物合成、物理性质及对海底稳定性影响进行...     

海底滑坡作用下滩海管道结构安全分析

海底滑坡作为常见的海洋地质灾害,对海洋油气工程安全产生巨大威胁。海床土体失稳引起滑坡体滑动,会对海底管道产生拖曳作用。基于计算流体动力学方法(CFD)建立海底滑坡体对管道作用的评估模型,采用H-B模型描述块状滑坡体并与试验比较验证,分析不同海床倾斜度滑坡对管道的作用并拟合表达式;研究了海底管道在滑坡作用下的力学响应,并采用极限状态方法开展海底滑坡作用下管道结构极限安全分析,探讨了管道埋地状态时的极限安全界限,建立滑坡作用下管道结构安全分析方法。研究表明:滑坡对管道作用力与海床倾角呈现正相关,而覆土层厚度对作用力影响较小;随着不排水抗剪强度的减小,允许的滑坡宽度和速度均增加,表明土体不排水抗剪强度与引起的拖曳力呈正相关;滑坡土体宽度对极限安全速度影响较大。     

加拿大COSTA计划简介

加拿大COSTA(Continental Slope Stabmty)计划是加拿大首次开展的海底滑坡运动综合研究项目。加拿大学者通过参加欧洲cOsTA计划,与欧洲学者建立了稳定的学术交流和资料与信息共享联系,学习和引进欧洲先进的调查方法、手段和技术,提高加拿大海底滑坡研究水平。同时,还将研究成果应用于欧洲地区的海底斜坡稳定性分析,以检验研究结果的实用性。该计划为期4a,统计海底滑坡事件的清单,调查和研究滑坡体的特征、触发机制、滑坡距离、范围和破坏结果等,建立一套三维滑坡风险评价方法。介绍了加拿大COSTA计划的总体研究思路和技术路线,为我国开展海底斜坡稳定性研究提供新思路。     

南海宣德环礁东南海域地质灾害特征

宣德环礁作为我国南海诸岛礁开发利用程度最高的岛礁之一, 其周围海域地质灾害对岛礁基础工程建设及人类活动具有重大危害。为适应南海岛礁可持续发展的需要, 文章采用广州海洋地质调查局2018年采集的单道地震数据, 对宣德环礁东部斜坡带海域灾害地质因素进行综合解释和分析。结果表明, 研究区主要发育有海底滑坡、海底陡坎和断层3类地质灾害。海底滑坡是研究区主要灾害地质因素, 规模大小不一, 海底陡坎和断层为次要地质灾害。海底陡坎根据成因可分为礁体陡坎和滑坡陡坎, 礁体陡坎为礁盘形成过程中受海平面上升控制形成, 滑坡陡坎为海底滑坡导致。通过分析认为陡峭的地形和峡谷水道的侵蚀搬运作用是研究区地质灾害发育的主控因素。这些地质灾害对海洋工程建设及管线铺设均有不利的影响, 应尽量避开。     

荔湾3-1气田海底管道深水段地质灾害特征

基于船载多波束测深、浅地层剖面和深水浅层高分辨多道地震剖面等数据资料,以我国第一个深水气田—荔湾3-1气田海底管道路由区深水段(200m)为研究区,划分海底地形地貌分区,识别可能危害海底管道的地质灾害类型,分析其特征与分布规律。结果表明,研究区内主要地质灾害类型为海底峡谷、海底滑坡和滑塌、古珊瑚礁、海底沙波和大波痕、海底陡坎、断崖和陡坡、碎屑流沉积和浊流沉积等。其中,海底滑坡和滑塌在上陆坡和峡谷谷壁上十分发育,海底滑坡(滑塌)、古珊瑚礁和沙波(沙丘)等影响和威胁着海底管道的铺设与安全运行。     

利用土工仪器原位测试以及数值模拟调查研究海底滑坡以及沉积物崩塌

在过去二十年间,各个研究机构、学术界以及相关行业共同努力,在海洋岩土力学领域以及海底滑坡研究方面都取得了重大进展。由于海底滑坡对海上平台、海上建筑物以及海岸社区造成了实质性的威胁,因此这方面的研究工作还会进一步加强。好在有石油工业的勘探调查,他们在挪威的大陆边缘、几内亚湾以及墨西哥湾开展了海底陆坡失稳及其对海上平台、油气管道和海上设施所造成的影响方面的研究计划。这些研究结果表明海底斜坡失稳通常是复杂的,是多种原因和触发因素共同作用的结果。     

海底泥流冲击悬跨管道拖曳力系数分析

海底滑坡是海洋油气工程最危险的地质灾害之一,直接影响海底管线运营安全。滑坡体失稳滑动过程中,由于海水掺和作用逐渐加速转变成快速滑动泥流,冲击海底悬跨管道。基于当前国际通用的计算流体动力学(CFD)方法,采用赫巴模型描述快速滑动泥流,计算分析海底滑坡冲击悬跨管道的受力特性,重点分析悬跨高度对管道法向拖曳力系数的影响。研究发现,管道法向拖曳力系数随悬跨高度的增长而增大,当达到某一悬跨高度时,管道拖曳力系数保持稳定。     

一种基于水深梯度原理的海底滑坡快速识别方法——以南海北部陆坡白云深水区为例

如何快速而准确的识别并提取海底滑坡的特征形态信息一直是海洋工程地质、特别是深水工程地质评价中所关注的问题之一。本文根据滑坡后形成的地形形态,基于水深梯度求值运算的原理,通过Matlab编程建立了一种快速识别海底滑坡的方法。以南海北部陆坡白云深水区为例进行海底滑坡的识别,并利用浅地层剖面做验证,结果显示这一方法是可行的,其最大的优点是滑坡识别速度快,对于规模小且数量多的滑坡识别效率较高。通过实测数据进一步的分析表明:（1）阈值的选取对识别结果有明显影响,阈值的选取需要结合其他物探资料（如浅地层剖面和声呐影像）综合判断来确定;（2）水深数据的空间分辨率会影响滑坡识别结果的准确度,合适的空间分辨率会提高识别结果的准确性。