在能源需求的激励下,海洋可控源电磁法探测海底天然气水合物储层在近几年得到了迅速发展。天然气水合物的存在使得海底沉积层电阻率明显增高,这是海洋可控源电磁法探测海底天然气水合物的物性前提。采用水平电偶源对海底天然气水合物高阻薄层有较强的分辨能力。　　 海底可控源电磁法三维正演模拟是一项非常复杂的工作,也是当前电磁法进行油气勘探的前沿性课题。本文以中国地质大学(北京)负责并正在实施的的国家海洋863课题《天然气水合物的海底电磁探测技术》项目为依托,基于体积分方程法开展了固定接收点工作方式海底轴向电偶极-偶极装置天然气水合物储层电场响应特征研究。　　 本文取得了以下研究成果:　　 (1)在天然气水合物形成的温压条件基础上,分析了海底天然气水合物的分布,研究了海底天然气水合物储层电性结构理论模型。　　 (2)推导了海底水平均匀层状介质中水平电偶源的频率域电磁场理论计算公式。　　 (3)采用 VC编程语言,实现了预条件体积分方程法频率域海底水平电偶源三维正演模拟程序。并通过对比,验证了程序的正确性和收敛性。　　 (4)采用固定接收点工作方式时,发射偶极源应离海底一定高度,为了减小发射源移动过程中源离海底高度变化对观测值的影响,一般发射源离海底高度小于50m。偶极源的侧向漂移对小收发距范围的观测值有影响,但对大收发距范围几乎没有影响。偶极源发射频率越小模型响应幅值越大,但归一化幅值也越小。应根据具体模型选择合适的发射频率,一般选为0.25～0.5Hz之间。　　 (5)海底 CSEM一维模型响应受横向电阻等效性影响。　　 (6)三维异常体中心海底投影点处,模型响应 Ex分量归一化幅值曲线呈现双峰值,归一化相位曲线有一个极大值和一个极小值。异常体水平规模变大,模型响应Ex分量归一化幅值的峰值增大,且两个峰值点间距减小；当异常体增大到10km×10km,归一化幅值曲线变为单峰值。通过Ex分量的幅值和相位可以圈定出三维异常体的边界。　　 (7)Ex归一化幅值和归一化相位的首支与异常体埋深有关。埋深越浅,归一化幅值和相位曲线出现变化对应的收发距越短(归一化幅值大于1,归一化相位大于0度)。　　 (8)若储层水合物饱和度在3％～50％范围内,饱和度与三维模型响应 Ex归一化幅值峰值呈近似线性关系,水合物饱和度越高,模型响应 Ex归一化幅值的峰值越大。　　 (9)通过 Ex幅值和相位曲线可以估计异常体与接收点的相对位置。即使测线布设在异常体边界外,只要测线离异常体边界小于500m,仍然可以观测到最大15％以上的异常响应。通过分析不同测线上多个接收点处的响应曲线可以分辨三维异常体形状。　　 (10)海底固定接收点水平轴向电偶极—偶极装置 Ex归一化幅值和归一化相位对两个(或多个)异常体有较高的分辨能力。　　 建议今后开展海底电偶源三维模型响应的垂直分量的研究,提高对异常体的纵向分辨力。更进一步的研究方向是海底可控源资料的二维反演和三维反演。