CN114993380A - 海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列及方法,包括自左至右依次连接的贯入锥尖段,第一孔隙水温压同步传感段,第一自然电位、电阻率同步传感段，第二孔隙水温压同步传感段，第二自然电位、电阻率同步传感段和采集控制舱。通过本发明的技术方案，可同时测得孔隙水温度、压力。与单一海床参数测量装置相比，本发明温、压同步传感段与自然电位、电阻率同步传感段相结合，实现海床多参数同步监测。海床参数监测设备由于耐压性限制，常被布放在浅海处，采集控制舱内增设补偿油馕，平衡内外压力，可实现设备全海深布放。本发明模块化设计温、压同步传感段与自然电位、电阻率同步传感段数量及长度，满足不同深度海床多参数监测。

Description

海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列及方法

技术领域

本发明涉及海底环境观测技术领域和海洋工程地质技术领域，具体而言，特别涉及一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列及方法。

背景技术

海底浅层气作为一种典型的海洋地质灾害，是海床浅地层内聚集的气体，有时以含气沉积物存在，在外力扰动下会在海床中发生聚集与溢出。浅层气灾害在我国海域广泛分布，其聚集与溢出严重影响海洋工程建设与生态环境。据国际海岸考察理事会统计，浅层气导致了超过20%的井喷事故，甚至会诱发麻坑、海底滑坡等地质灾害；国际海洋研究委员会报道海洋每年渗漏的浅层气超6百万吨，严重制约着我国“双碳”目标的实现。

浅层气聚集与运移过程会驱动孔隙水在孔隙中的运移，直接引起海床沉积物孔隙水温度，超孔隙压力，电阻率及自然电位发生变化，而目前针对海底浅层气的研究多采用地球物理调查的手段对其进行定性的识别，浅层气的聚集与溢出会导致海床的性质的变化，对其进行监测可以有效加深对浅层气灾害的认识，但是目前对浅层气聚集与溢出对海床多参数性质变化还缺乏有效的监测手段。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列及方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种海底浅层气聚集与溢出过程的多参数监测传感阵列，包括自左至右依次连接的贯入锥尖段,第一孔隙水温压同步传感段,第一自然电位、电阻率同步传感段，第二孔隙水温压同步传感段，第二自然电位、电阻率同步传感段和采集控制舱。

第一孔隙水温压同步传感段和第二孔隙水温压同步传感段的结构相同，包括串列安装法兰和螺纹连接在其右端的中空连接管、自容式孔隙水温度传感器、光纤压差式孔压传感器、环状透水石；串列安装法兰内部装有自容式孔隙水温度传感器室，其内部安装自容式孔隙水温度传感器，串列安装法兰的右侧内部开设有光纤压差式孔压传感器的安装螺纹；串列安装法兰的内部开设有通孔，中空连接管内装有光纤压差式孔压传感器，光纤压差式孔压传感器的末端通过螺纹安装在安装螺纹上，串列安装法兰内部有孔隙水贯入通道，孔隙水贯入通道联通、安装螺纹、自容式孔隙水温度传感器室以及串列安装法兰的外壁并且外壁上套装有环状透水石；

第一自然电位、电阻率同步传感段和第二自然电位、电阻率同步传感段的结构相同，均包括螺纹内衬杆段、绝缘块段、非极化电极化段；螺纹内衬杆段上装有等距套装有20个非极化电极化段，每个非极化电极化段之间套装有绝缘块段，螺纹内衬杆段表面有电极环隐线孔，螺纹内衬杆段表面有绝缘块固定孔，用于固定绝缘块段，非极化电极化段包括电极环，以及电极环内侧设置的导线引脚；

所述采集控制舱，采集控制舱包括耐压舱壳体，耐压舱壳体的右端设置有舱盖，采集控制舱内部有光纤光栅解调仪、电性特征采集仪、锂电池组、补偿油馕，舱盖的右侧安装有水密接插件，供锂电池组充电，供电性特征采集仪设置采集参数、读取采集数据；

作为优选方案，贯入锥尖段、第一孔隙水温压同步传感段，第一自然电位、电阻率同步传感段，第二孔隙水温压同步传感段，第二自然电位、电阻率同步传感段和采集控制舱各段之间均通过螺纹连接。

进一步地，贯入锥尖段包括贯入锥尖，贯入锥尖的锥尖角度为60°，其上设有工装孔，其尾部有贯入锥尖外螺纹。

进一步地，串列安装法兰左端内侧有第一密封圈凹槽，可安装橡胶，串列安装法兰左侧内部有串列安装法兰内螺纹，串列安装法兰左侧有第一工装孔，4个方向各1个，共4个，串列安装法兰右侧表面有串列安装法兰外螺纹；串列安装法兰的右侧表面还有2道第二密封圈凹槽，可安装橡胶。

进一步地，中空连接管左右两侧内部分别有中空连接管内螺纹，中空连接管的左右两端分别有密封端面，中空连接管的中部设置有第二工装孔，4个方向各1个，共4个。

作为优选方案，螺纹内衬杆段由高强度金属构成，螺纹内衬杆段左右两端表面分别有螺纹内衬杆段螺纹，螺纹内衬杆段左部有第三工装孔，4个方向各1个，共4个；绝缘块段为POM绝缘密封的绝缘块，绝缘块段内部设置有安装螺纹，绝缘块段右段有第三密封圈凹槽，及定位缺孔与绝缘块固定孔相匹配。

作为优选方案，电极环采用金属钛制作，表面喷涂石墨烯涂层。

一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列的原位实时监测方法，具体包括如下步骤：

1）连接PC端，通过上位机软件设置监测装置包括采集时间、休眠时间的采集参数；

2）将海底浅层气聚集与溢出过程海床多参数监测传感阵列贯入到预监测海床中；

3）自容式孔隙水温度传感器23监测孔隙水温度，根据原位监测的孔隙水温度数据分析海底浅层气溢出过程对孔隙水温度波动的影响，并将孔隙水温度数据与底层水温度监测数据建立联系，基于公式（1）分析底层水温度变化对沉积物内部孔隙水温度波动的影响：

(1)

其中

为不同深度孔隙水温度，

为时间，

为沉积物深度，

为热扩散系数；

4）光纤压差式孔压传感器24监测孔隙压力，根据原位监测的孔隙压力数据分析海底浅层气溢出过程对孔隙压力波动的影响，并将孔隙压力数据和水动力监测数据建立联系，基于公式（2）分析水动力变化对海床内部孔隙压力的影响：

(2)

其中

为孔隙压力，

为时间，

为沉积物深度，

为水力扩散系数；

5）自然电位、电阻率同步传感段3监测海床电性特征变化，通过监测的电阻率特征变化，基于公式3进一步反演海底浅层气溢出过程沉积物含气饱和度等性质的动态响应；通过该传感段不同位置的电极环331自然电位响应的时间差，可以进一步评估气体在沉积物中的溢出速率，公式4；

(3)

其中

为含气饱和度，

为电阻率变化率，

为饱和度指数；

(4)

其中

为浅层气溢出速率，

为两个自然电位电极环之间的距离，

为相邻的两个自然电位响应的时间差。

本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：

1.与现有技术相比，本发明将孔隙水温度传感器与孔压传感器置于同一个舱体内，且设置孔隙水贯入通道，可同时测得孔隙水温度、压力。

2.与单一海床参数测量装置相比，本发明温、压同步传感段与自然电位、电阻率同步传感段相结合，可实现海床多参数同步监测。

3.海床参数监测设备由于耐压性限制，常被布放在浅海处，本发明采集控制舱内增设补偿油馕，平衡内外压力，可实现设备全海深布放。

4.本发明模块化设计温、压同步传感段与自然电位、电阻率同步传感段数量及长度，满足不同深度海床多参数监测。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为贯入锥尖段结构示意图；

图3为孔隙水温压同步传感段结构示意图；

图4为自然电位、电阻率同步传感段结构示意图；

图5为采集控制舱结构示意图；

图6为原位监测示意图；

图7为电性特征采集仪设计思路。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图7对本发明的实施例海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列及方法进行具体说明。

本发明提出了一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列，如图1所示，包括自左至右依次连接的贯入锥尖段1,第一孔隙水温压同步传感段201,第一自然电位、电阻率同步传感段301，第二孔隙水温压同步传感段202，第二自然电位、电阻率同步传感段302和采集控制舱4。

第一孔隙水温压同步传感段201和第二孔隙水温压同步传感段202的结构相同，如图3所示，包括串列安装法兰21和螺纹连接在其右端的中空连接管22、自容式孔隙水温度传感器23、光纤压差式孔压传感器24、环状透水石25；串列安装法兰21内部装有自容式孔隙水温度传感器室214，其内部安装自容式孔隙水温度传感器23，自容式孔隙水温度传感器23采用通讯盒进行数据控制，采用无线连接方式。串列安装法兰21的右侧内部开设有光纤压差式孔压传感器的安装螺纹218，供安装压差式孔压传感器；串列安装法兰21的内部开设有通孔219，可传递压力，充满液压油。中空连接管22内装有光纤压差式孔压传感器24，光纤压差式孔压传感器24通过试制不同的开放式压差结构，比选出高压力背景下的微小变量的量测最优结构，光纤压差式孔压传感器24的末端通过螺纹安装在安装螺纹218上，串列安装法兰21内部有孔隙水贯入通道215供孔隙水进入，孔隙水贯入通道215联通、安装螺纹218、自容式孔隙水温度传感器室214以及串列安装法兰21的外壁并且外壁上套装有环状透水石25；环状透水石25可隔绝泥土，将孔隙水压力传递到内部通道，设备入水前保证孔隙水温度传感器处于水饱和状态。贯入锥尖段1、第一孔隙水温压同步传感段201，第一自然电位、电阻率同步传感段301，第二孔隙水温压同步传感段202，第二自然电位、电阻率同步传感段302和采集控制舱4各段之间均通过螺纹连接。如图2所示，贯入锥尖段1包括贯入锥尖11，贯入锥尖11的锥尖角度为60°，其上设有工装孔12，其尾部有贯入锥尖外螺纹13，贯入锥尖外螺纹13可连接串列安装法兰内螺纹212。串列安装法兰21左端内侧有第一密封圈凹槽211，可安装橡胶，实现密封，第一孔隙水温压同步传感段201的串列安装法兰21与锥尖段1配合；串列安装法兰21左侧内部有串列安装法兰内螺纹212，可与贯入锥尖外螺纹13连接；串列安装法兰21左侧有第一工装孔213，4个方向各1个，共4个，串列安装法兰21右侧表面有串列安装法兰外螺纹216，与中空连接管22的左侧螺纹221连接；串列安装法兰21的右侧表面还有2道第二密封圈凹槽217，可安装橡胶，实现密封。中空连接管22左右两侧内部分别有中空连接管内螺纹221，左侧与串列安装法兰外螺纹216连接，右侧与螺纹311连接；中空连接管22的左右两端分别有密封端面222，左侧与密封圈凹槽217连接，右侧与密封圈凹槽312连接；中空连接管22的中部设置有第二工装孔223，4个方向各1个，共4个。

第一自然电位、电阻率同步传感段301和第二自然电位、电阻率同步传感段302的结构相同，如图4所示，均包括螺纹内衬杆段31、绝缘块段32、非极化电极化段33；螺纹内衬杆段31上装有等距套装有20个非极化电极化段33，每个非极化电极化段33之间套装有绝缘块段32，螺纹内衬杆段31表面有电极环隐线孔314，供电极环导线通过；螺纹内衬杆段31表面有绝缘块固定孔315，用于固定绝缘块段32，非极化电极化段33为非极化钛电极，包括电极环331，以及电极环331内侧设置的导线引脚332，在自然电位、电阻率同步传感段3中各20个，共40个电极环；

螺纹内衬杆段31由高强度金属构成，螺纹内衬杆段31左右两端表面分别有螺纹内衬杆段螺纹311，左侧与22右侧螺纹221连接，右侧可与螺纹221或螺纹48连接，螺纹内衬杆段31左部有第三工装孔313，4个方向各1个，共4个；绝缘块段32为POM绝缘密封的绝缘块322，绝缘块段32内部设置有安装螺纹321，绝缘块段32右段有第三密封圈凹槽323，及定位缺孔324与绝缘块固定孔315相匹配。电极环331为自主研发，采用金属钛制作，表面喷涂石墨烯涂层，克服电性特征采集过程中电极极化难题。

如图5所示，所述采集控制舱4，采集控制舱4包括耐压舱壳体41，耐压舱壳体41的右端设置有舱盖42，材料耐压水深可达2000米；采集控制舱4内部有光纤光栅解调仪43、可采集孔压，由高分辨率光纤光栅传感器解调系统和高精度的光谱分析系统构成，内置快速可调谐激光光源模块，通过改变可调谐光源的输出波长，扫描布拉格光纤光栅传感器的反射光强度谱线，计算光纤光栅传感器的中心波长，再根据传感器波长响应特征参数计算出相应的物理参数；电性特征采集仪44、为自然电位、电阻率同步传感段的采集单元，可控制自然电位跑极与电阻率切换测量及姿态传感器数据采集；锂电池组45、为阵列供给电能，最长连续无故障工作时间3个月；补偿油馕47，可平衡内外压力，实现设备全海深布放。舱盖42的右侧安装有水密接插件46，供锂电池组45充电，供电性特征采集仪44设置采集参数、读取采集数据；采集控制舱中采集仪有两种工作方式，其一为自容式采集模式，即将海床多参数监测传感阵列与PC端连接，通过上位机软件预先设定好各传感器休眠时间、采集时间等参数，然后将海床多参数传感阵列与PC端断开连接，并布放至海床内部进行工作，采集数据被存储至SD卡中；其二为实时传输式采集模式，即通过线缆将海床多参数监测传感阵列与PC端连接，并布放至海床内部，PC端通过上位机软件实时控制海床多参数监测传感阵列各传感器的采集时间，采集数据实时显示在上位机软件中并可手动导出。

如图7所示，为电性特征采集仪设计思路。自然电位-电阻率交替测量模块采用多通道Σ-Δ型AD芯片，通过软件编程实现多通道电压信号轮询采集。搭载姿态传感器，以嵌入式系统为核心，基于“固态”结构，采用先进的倾角测量技术分X、Y两路测量平面倾角。电性特征数据采集系统通过控制分辨率选择、基准电压、滤波电路、自然电位与电阻率信号切换、数据采集与解析、低功耗设计等方法实现系统的整体稳定性与高精度、功能切换、数据与工程量转化、系统适用性等目标。

一种海底浅层气聚集与溢出过程的多参数监测传感阵列的原位实时监测方法，具体包括如下步骤：

1）连接PC端，通过上位机软件设置监测装置包括采集时间、休眠时间的采集参数；

2）将海底浅层气聚集与溢出过程海床多参数监测传感阵列装置贯入到预监测海床中；

3）自容式孔隙水温度传感器23监测孔隙水温度，根据原位监测的孔隙水温度数据分析海底浅层气溢出过程对孔隙水温度波动的影响，并将孔隙水温度数据与底层水温度监测数据建立联系，基于公式（1）分析底层水温度变化对沉积物内部孔隙水温度波动的影响：

(1)

其中

为不同深度孔隙水温度，

为时间，

为沉积物深度，

为热扩散系数；

4）光纤压差式孔压传感器24监测孔隙压力，根据原位监测的孔隙压力数据分析海底浅层气溢出过程对孔隙压力波动的影响，并将孔隙压力数据和水动力监测数据建立联系，基于公式（2）分析水动力变化对海床内部孔隙压力的影响：

(2)

其中

为孔隙压力，

为时间，

为沉积物深度，

为水力扩散系数；

5）自然电位、电阻率同步传感段3监测海床电性特征变化，通过监测的电阻率特征变化，基于公式3进一步反演海底浅层气溢出过程沉积物含气饱和度等性质的动态响应；通过该传感段不同位置的电极环331自然电位响应的时间差，可以进一步评估气体在沉积物中的溢出速率，公式4；

(3)

其中

为含气饱和度，

为电阻率变化率，

为饱和度指数；

(4)

其中

为浅层气溢出速率，

为两个自然电位电极环之间的距离，

为相邻的两个自然电位响应的时间差。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列，包括自左至右依次连接的贯入锥尖段（1）,第一孔隙水温压同步传感段（201）,第一自然电位、电阻率同步传感段（301），第二孔隙水温压同步传感段（202），第二自然电位、电阻率同步传感段（302）和采集控制舱（4），其特征在于，所述第一孔隙水温压同步传感段（201）和第二孔隙水温压同步传感段（202）的结构相同，包括串列安装法兰（21）和螺纹连接在其右端的中空连接管（22）、自容式孔隙水温度传感器（23）、光纤压差式孔压传感器（24）、环状透水石（25）；串列安装法兰（21）内部装有自容式孔隙水温度传感器室（214），其内部安装自容式孔隙水温度传感器（23），串列安装法兰（21）的右侧内部开设有光纤压差式孔压传感器的安装螺纹（218）；串列安装法兰（21）的内部开设有通孔（219），中空连接管（22）内装有光纤压差式孔压传感器（24），光纤压差式孔压传感器（24）的末端通过螺纹安装在安装螺纹（218）上，串列安装法兰（21）内部有孔隙水贯入通道（215）孔隙水贯入通道（215）联通、安装螺纹（218）、自容式孔隙水温度传感器室（214）以及串列安装法兰（21）的外壁并且外壁上套装有环状透水石（25）；

所述第一自然电位、电阻率同步传感段（301）和第二自然电位、电阻率同步传感段（302）的结构相同，均包括螺纹内衬杆段（31）、绝缘块段（32）、非极化电极化段（33）；螺纹内衬杆段（31）上装有等距套装有20个非极化电极化段（33），每个非极化电极化段（33）之间套装有绝缘块段（32），螺纹内衬杆段（31）表面有电极环隐线孔（314），螺纹内衬杆段（31）表面有绝缘块固定孔（315），用于固定绝缘块段（32），非极化电极化段（33）包括电极环（331），以及电极环（331）内侧设置的导线引脚（332）；

所述采集控制舱（4），采集控制舱（4）包括耐压舱壳体（41），耐压舱壳体（41）的右端设置有舱盖（42），采集控制舱（4）内部有光纤光栅解调仪（43）、电性特征采集仪（44）、锂电池组（45）、补偿油馕（47），舱盖（42）的右侧安装有水密接插件（46），供锂电池组（45）充电，供电性特征采集仪（44）设置采集参数、读取采集数据。

2.根据权利要求1所述的一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列,其特征在于,所述贯入锥尖段（1）、第一孔隙水温压同步传感段（201），第一自然电位、电阻率同步传感段（301），第二孔隙水温压同步传感段（202），第二自然电位、电阻率同步传感段（302）和采集控制舱（4）各段之间均通过螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列,其特征在于,所述贯入锥尖段（1）包括贯入锥尖（11），贯入锥尖（11）的锥尖角度为60°，其上设有工装孔（12），其尾部有贯入锥尖外螺纹（13）。

4.根据权利要求3所述的一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列,其特征在于,所述串列安装法兰（21）左端内侧有第一密封圈凹槽（211），可安装橡胶，串列安装法兰（21）左侧内部有串列安装法兰内螺纹（212），串列安装法兰（21）左侧有第一工装孔（213），4个方向各1个，共4个，串列安装法兰（21）右侧表面有串列安装法兰外螺纹（216）；串列安装法兰（21）的右侧表面还有2道第二密封圈凹槽（217），可安装橡胶。

5.根据权利要求4所述的一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列,其特征在于,所述中空连接管（22）左右两侧内部分别有中空连接管内螺纹（221），中空连接管（22）的左右两端分别有密封端面（222），中空连接管（22）的中部设置有第二工装孔（223），4个方向各1个，共4个。

6.根据权利要求1所述的一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列,其特征在于,所述螺纹内衬杆段（31）由高强度金属构成，螺纹内衬杆段（31）左右两端表面分别有螺纹内衬杆段螺纹（311），螺纹内衬杆段（31）左部有第三工装孔（313），4个方向各1个，共4个；绝缘块段（32）为POM绝缘密封的绝缘块（322），绝缘块段（32）内部设置有安装螺纹（321），绝缘块段（32）右段有第三密封圈凹槽（323），及定位缺孔（324）与绝缘块固定孔（315）相匹配。

7.根据权利要求1所述的一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列,其特征在于,所述电极环（331）采用金属钛制作，表面喷涂石墨烯涂层。

8.如权利要求1所述的一种海底浅层气聚集与溢出过程多参数监测传感阵列的原位实时监测方法，其特征在于,具体包括如下步骤：

1）连接PC端，通过上位机软件设置监测装置包括采集时间、休眠时间的采集参数；

2）将海底浅层气聚集与溢出过程海床多参数监测的传感阵列装置贯入到预监测海床中；

3）自容式孔隙水温度传感器23监测孔隙水温度，根据原位监测的孔隙水温度数据分析海底浅层气溢出过程对孔隙水温度波动的影响，并将孔隙水温度数据与底层水温度监测数据建立联系，基于公式（1）分析底层水温度变化对沉积物内部孔隙水温度波动的影响：

(1)

其中

为不同深度孔隙水温度，

为时间，

为沉积物深度，

为热扩散系数；

4）光纤压差式孔压传感器24监测孔隙压力，根据原位监测的孔隙压力数据分析海底浅层气溢出过程对孔隙压力波动的影响，并将孔隙压力数据和水动力监测数据建立联系，基于公式（2）分析水动力变化对海床内部孔隙压力的影响：

(2)

其中

为孔隙压力，

为时间，

为沉积物深度，

为水力扩散系数；

5）自然电位、电阻率同步传感段3监测海床电性特征变化，通过监测的电阻率特征变化，基于公式3进一步反演海底浅层气溢出过程沉积物含气饱和度等性质的动态响应；通过该传感段不同位置的电极环331自然电位响应的时间差，可以进一步评估气体在沉积物中的溢出速率，公式4；

(3)

其中

为含气饱和度，

为电阻率变化率，

为饱和度指数；

(4)

其中

为浅层气溢出速率，

为两个自然电位电极环之间的距离，

为相邻的两个自然电位响应的时间差。

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