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文献综述

第一章埕岛油田海底地质及环境特征

埕岛油田是胜利油田的海上油田勘探开发区,它位于118°40′～119°00′E,38°07′～38°18′N,属渤海湾南部的极浅海海域,是世界上海洋工程环境最复杂的区域之一。

该油田位于渤海湾南部与莱州湾西北部之间的浅海海域,水深2～15m;南距海岸线约5km,与陆上的桩西油田相邻;西北距海上的埕北油田35km;东距BZ25-1含油构造高点20km。

它是胜利石油管理局的主要海上产油区。

该油田位于现代黄河三角洲北部,地处1964-1976年黄河行水入海口（老黄河口）附近。

目前已探明石油地质储量3.1亿t,投产油井189口,并建成了年产200万t的原油生产能力。

该产油区开发已初具规模,陆续建成投产了50个井组平台,建起了51.3km长的海底输油管线和64.1km长的海底电缆,产油量1993年为10万t,预计将达到200万t。

目前已累计生产原油达660多万t,实现了从陆地到海洋石油开发的跨越,成为我国第一个浅海大油田。

1.1埕岛海域地理位置

埕岛海域位于山东省东营市河口区渤海湾南部浅海水域，水深范围为2-18m

（图1－1），该海域具有海岸线曲折复杂、地形平缓、潮间带宽广的特点。

1964～

1976年期间，黄河曾由刁口流路在埕岛地区注入渤海，河口曾发生三次变动，

形成了快速向海延伸的3个亚三角洲叶瓣，由于形成三角洲的速率较快，因此该

三角洲的堆积体含水率极高、地层结构十分复杂。

1976年黄河行水流路自刁口

流路改道清水沟以来，本区黄河泥沙来源断绝，加上埕岛地区处于黄河三角洲东北角，是波浪、潮流等海洋水动力最强的海域，易于发生大量的岸坡沉积物块体运动，使该海区地质灾害十分地频繁。

图1-1埕岛海域地理位置图

1.2埕岛海域水深及地形特征

埕岛海域海底地形总体上由SW向NE方向倾斜。

根据海底水深及地形特征,由岸向海可划分为5个区:

岸边区、极浅水区、浅水区、复杂地形区及深水区。

1.2.1岸边区

埕岛海域的海岸属黄河三角洲侵蚀后退海岸,是海流与波浪作用的集中区。

这种作用在该区易导致海岸出现挖空现象,突出海岸表现的更加明显。

另外,在海岸附近,由于海流的冲刷作用,在海底往往形成一条平行于堤坝的水下冲沟。

例如:

1996年12月份在调查老九井海底管线登陆点附近发现,防护坝已有掏空,掏空处位于坝前端高潮线附近,上下范围约50cm,纵深为50cm左右,水平范围约2m。

掏空处底部基石已明显松散且与坝体脱离（图1）。

在调查中还发现有一条水深1.6m,宽10.0m左右的水下冲沟,在距岸边40m左右有一条宽30m,水深2.0m左右的海底洼地。

1.2.2极浅水区和浅水区

在水深5.0m等值线附近,海底坡度较大,地形特征为一陡坡。

由该陡坡可将该海域分为极浅水区和浅水区两部分。

极浅水区海底地形非常平坦,浅水区海底地形高低不平,起伏变化较为明显,海底地形坡度较大,埕岛油田的油水井皆位于该区。

在靠近水深5.0m等值线的深水区域附近,发现一水深异常点,水深值4.5m,为一近平行岸边的水下突起。

1.2.3复杂地形区

在CB20A井位以北,有一东西长约2.2km的起伏复杂地形区,呈东西方向分布且东宽西窄。

东侧南北宽约600m,西侧南北宽200m,面积约0.92km2。

其周围均为陡坡,高差2～3m,陡坡下缘地形平坦,水深在10m左右。

该区丘台林立、沟谷纵横,大小不一,形态各异。

特点是沟窄而深,台陡而高,甚至出现沟套沟、台叠台复杂多变的沟谷系统和次一级的岗丘或高台体系。

台部最浅水深4.5m,沟底最深水深12m。

从测深记录纸上也可以看出,凸起的地形有的呈塔状,有的呈烟囱状,有的呈锥状,高差在3.5～6.5m之间;凹陷的沟谷,谷地都不太宽,有的较平,主要呈锲形。

1.2.4深水区

以15.0m等深线为界,深于15.0m的海底地形为坡度平缓的区域。

1.3埕岛海域气象特征

黄河三角洲和渤海均属温带气候，四季分明。

其气候影响系统主要为温带系统（如寒潮、冷空气、气旋等），其次为热带系统（如夏季的台风）。

该海区冬季多偏北向风，夏季多偏南向风。

1.3.1气候特征

黄河三角洲附近海域冬季主要受寒潮、冷空气影响，其影响前期一般由气旋或低压倒槽引导，影响时海洋天气现象表现为降雪、大风、大浪、降温、海面结冰；春、秋季节主要为气旋引导冷空气影响，其海洋天气现象主要为降水、大风、大浪和风暴潮；夏季主要为气旋或热带气旋（热带风暴、强热带风暴、台风的统称）影响，海洋天气现象主要为雷暴、降水、大风、大浪，尤其是热带气旋影响时的大风、大浪和风暴潮，对堤坝、房屋有极强的破坏性。

直接进入渤海的热带气旋平均约4.5年一次，热带气旋系统对渤海海域的影响主要发生在7~9月间，外围影响本海域且影响较重的热带气旋平均约3.5年一次，两者平均约2.5年一次。

1.3.2气温

黄河三角洲海域年平均气温11.7℃，夏季最高曾达39.6℃，冬季最低曾达

-18.8℃。

月平均和月最低平均都出现在1月份（分别为-3.5℃和-6.3℃），最高分别出现在8和7月份（分别为25.9℃和28.8℃）（见表1-1）。

1.3.3风

本海域处于中纬度季风气候区，大气环流受W风带和贝加尔湖低压系统影

响，冬季盛行偏N风，夏季盛行偏S风。

本海区年平均以S风出现频率最高，

频率为10.81%，ENE风次之，频率为7.32%，N风出现频率最低为3.94%（表1－2）。

年平均风速为5.3m/s。

月平均风速以11月份最大为6.1m/s，其中NNE风平均风速最大为9.24m/s，NNW风次之，为8.89m/s，7月平均风速最小，为4.4m/s，本月常风向S风的平均风速为4.9m/s，次之为E风，平均风速为4.78m/s。

从全年来看该海区年平均风速最大风向为NE和ENE向风，其风速值为6.45m/s和6.39m/s，SW向风速最小，为3.64m/s（表1－3）。

本海区各月都有6级以上的大风出现，4月、11月份大风日数最多，分别为14.2天和14.5天。

7月、9月大于6级的大风日数较少，分别为8.6天和9.3天，其他各月均在10天以上。

大于6级的大风日数年均为137.5天，8级以上大风日数年均为15.7天，出现频率为0.36%。

强风向为NW、NNW、NNE、NE、及ENE五个方位，以秋、冬季多见，其中10月、11月至翌年1月、2月份大于8

级以上大风日数年均分别为2.3、2.0、2.1和1.8天，春季的4月份大风日数也较多，平均为1.6天。

夏季6、7月份大风日数最少，平均为0.7天。

1.4埕岛油田水文特征

1.4.1潮汐

埕岛海域潮汐是不规则半日潮。

潮流是SEE－NWW向往复流，对海底冲刷

产生重要影响，另外，该海域存在无潮点。

众所周知，无潮点附近的海流强于其它地方，该海区海底实测最大流速为0.61m/s。

关于黄河三角洲海域的潮汐，除黄河海港有三年（1986~1988年）的潮汐观测资料外，其余的都是一些单位进行过短期的观测（最长仅一个月）。

国家海洋局第一海洋研究所于1999年至2000年在埕岛中心一号平台附近获得一整年的潮汐观测资料，现根据这些观测资料对埕岛海域潮汐特征做如下分析：

1.4.1.1潮汐现象

半日潮波在渤海有两个潮波系统，一个在北，其无潮点位于秦皇岛外，一个在南，其无潮点位于黄河海港外，而在渤海海峡有一日潮无潮点。

强蚀岸段海区的潮汐动力处于黄河海港外半日潮无潮点的控制下，并处于日潮波的波腹地带，并在当地的自然环境等综合影响下，产生复杂的潮汐变化。

根据实测资料分析埕岛海域的潮汐性质一年中呈规律性变化，6月、7月及12月、1月，本海域呈现不正规日潮的潮汐性质，其它月份则为不正规日潮的潮汐性质。

6、7、12、1月份中，一月有25天左右的时间一天出现一次高潮和一次低潮，在其它月份一月中只有18天左右的时间一天出现一次高潮和一次低潮，其余时间为一天出现二次高潮和二次低潮。

一天中两次高潮的高度和两次低潮的高度显著不等，即本海域的潮汐日不等现象显著。

1.4.1.2潮差

埕岛海域的平均潮差差异较大，如月平均潮差，年平均潮差，多年平均潮差都有较大的差别。

表1－4给出了观测期间的潮差值。

从表中可以看出，一年中6月和12月份的平均潮差值较大，符合不正规日潮。

在夏至、冬至前后出现最大潮差。

最大潮差的原因不但受天文因子的制约，而且受气象因子影响。

1.4.2水位

观测期间各月的平均水位列于表1-5，可以看出，平均水位变化呈峰状，峰值出现在8月份，谷值在2月和12月份，季节变化明显。

这样显著的季节变化，除天文因素的作用外，气象因子也起重要作用。

如季风引起的增减水效应，海水密度变化等都是造成平均水位季节变化的重要原因。

根据实测资料统计各月最高（低）水位，并列成表1-6。

由表可知，埕岛海域最高水位高出平均水位约1.7m，最低水位低于平均水位约1.7m左右。

因而了解掌握该海区的极值水位，对于海上作业、海上建筑、航运事业都具有重要意义。

极值水位并非单一天文潮所造成，产生的原因较复杂，它与异常天气、海区形状、地理位置、自然环境和假潮等有密切关系，是一个随机量。

强蚀岸段海域的极值高、低水位主要是风和天文因素共同作用所决定。

1.4.3波浪

埕岛位于黄河三角洲海域，东与莱州湾毗邻，北连渤海湾，渤海是一个较封闭的内海，外海的波浪不易传入，因此该海域的海浪主要是渤海当地风生成的波浪，它具有生成快，消失也快，波浪周期10s以上的浪很少出现。

另外，受渤海海上风场规律所制约，波浪具有明显的季节变化和年际变化。

从波向看，冬季盛行偏北向浪，夏季盛行偏北向浪，4月及10月为过渡季节，4月浪多偏东，10月多偏西。

强浪向为NNE－NE－NEE向，大浪主要出现在冬季。

一般天气，波浪不超过1.5m，大的寒潮波高一般3m以上。

1984年11月17日在水深7m处实测最大波高为5.8m，周期9.0秒，ENE向；1984年9月1日在水深12m处实测最大波高为5.3m，周期8.0秒，NE向，皆为寒潮大风形成。

1.4.3.1波浪状况

春季是季风交替的季节，因而偏北向浪和偏南向浪都出现，但偏北向浪频率（56.2%）仍高于偏南向浪（31.7%）。

夏季本海域盛行SE风，相应波向也是SE向占优势，其出现频率为13%，其次是ESE向，出现频率为10.6%。

秋季则是由S向浪向N向转变的季节，偏N向浪频率（51.9%）较偏S向浪的频率（38.8%）明显增大，由于冷空气出现的次数及强度的增加，偏N向浪逐渐增多，其中ENE向浪出现频率最高，达10.1%，NE向次之，出现频率为7.8%。

埕岛海域三个季节代表月中波浪总和以NE方向浪出现频率最高（10.3%），为常浪向，其次是SE向，再现频率为8.1%。

通过统计春、夏、秋各季及三个季节不同波向各波级的出现频率，本海域的强浪向是NE向，波浪平均周期最大为8.2s，相应的波向是NE向，全年以2s～4s的周期频率最高。

1.4.3.2大浪过程

在观测期间测量到两次较大的大浪过程，一次是出现在1986年10月21～22日最大波高为5.2m的大浪过程，另一次是出现在1986年5月7～8日最大波高为4.6m的大浪过程。

从这两次大浪过程来看，Hmax=5.2m的这次大浪发生在秋季，它是由强冷空气过程过境所致。

它的波要素的变化大波高（Hmax）为5.2m，相应的H1/10=3.1m，平均周期是8.0s，波向是NE。

Hmax=4.6m的这次大浪过程出现在春季，也是一个强冷空气过境形成的，它的波要素变化是最大波高（Hmax）为4.6m，相应的H1/10=3.0m，平均周期为5.8s，波