南海北部陆坡区海底表层沉积物特性浅析.doc

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1、南海北部陆坡区海底表层沉积物特性浅析【摘要】依托荔湾3-1气出开发项目，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，为将来此区具他海底施工作业或前期设计提供一定的参考和借鉴

2、。【关键词】南海北部陆坡沉积物特性曲线拟合相关性1引言随着陆上油气资源重人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出均位于浅水区。

3、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150〜1500叫平均坡度1。〜3。,屮陆坡水深平均水深1000-1500m,地势较为平坦，下陆坡水深1500〜3000m,平均坡度2。—

4、4°。（见图1）2正文荔湾3-1气出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，主耍通过重力取样和浅层钻孔取样来实施，水深小于200山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

5、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。以下是根据不同水深土样的粒径统计结果所绘制的500—1500m水深表层约3m土层的土质组成分布图。从图3中我们可以看出南海北部陆坡区水深500-1500m范围表层土质主要成分为粉粒(0.005mm

6、两部分所占比例约85%〜95%,砂粒含量随水深不同而不同，在水深800m以内，平均约占10%〜15%,其中水深700m〜800m处，砂粒的含量可达20%〜25%,当水深超过800m之后，砂粒的含量明显降低，且比较稳定，约占5%。下面我们以水深为界，从抗剪强度、含水率、天然重度、塑性指数等方面分别对海底以下山、2m和3m深度处土样进行统计，求的平均值，结果如表1-表3。通过对这些取样的所有试验数据的分析，南海北部陆坡区500-1500m水深范围内海底表层土质具有以下工程地质特性：(1)物理特性：此区

7、土质为含砂或含少量砂粒高塑性粉土或粘土，拥有高含水率，高液塑限，高孔隙率和低重度。平均含水率大于50%,最高可达130%；液限平均40%〜90%,孔隙率平均1.4-3.6；天然重度平均不超过17KN/m3,最小仅为13.5KN/m3o(2)力学特性：工程强度低，承载能力弱，平均不排水抗剪强度不超过lOkPao最小约3kPao对统计结果进行横向比较，我们发现这类较纯的深水表层细粒土的多项土质参数会因取样水深的变化而呈现相应(相同或相反)的变化趋势，如粘性土含水率、液塑限、孔隙率随水深的增加而增加；强

8、度和天然容重随水深增加而减小。同时砂粒含量在一定程度上影响着这些参数的变化趋势，我们特别将水深700~800m范围单独进行统计，得到了与Z前相反的结论，如海底以下lm土样的含水率反而低于水深小于700m时的平均值，同时天然重度却较之增大，而且此相反规律在土样深度较浅时表现稍明显。图4-图6是不同水深重力取样分别在海底以下1叭211）和3m处土样的各种土质参数随水深变化的曲线。上述曲线均通过二阶多项式进行拟合（由二阶多项式进行拟合所得曲线相关系数最接近1）,从屮不仅可以看到含水率、液