AVO属性分析在天然气水合物地震解释中的应用

利用AVO(Amplitude Versus Offset)属性分析技术,对南海北部测线B进行了AVO属性处理,结合BSR(Bottom Simulating Reflector),振幅空白带以及波形极性反转等多种水合物赋存信息,对水合物成矿带及游离气带的AVO属性特征进行了综合研究.结果表明:①AVO 1和AVO 9可用于检测BSR和水合物成矿带;②AVO 4、AVO 6 、AVO 9用于游离气带的检测;③AVO 1高截距值表示上、下层P波速度差值大,弱反射或空白反射表示水合物分布均匀,是水合物富集和稳定的表现;④AVO 4高值表示有游离气存在,强反射特征为游离气顶的反射;⑤AVO 6正值,表示有游离气存在,强反射的发育厚度代表游离气的发育厚度;⑥AVO 9低幅值表示水合物成矿带,正值表示游离气带.研究结果表明,高精度AVO分析不仅可以帮助寻找水合物矿点,还可以进一步判定水合物的富集层位.     

南海神狐海域X区块天然气水合物的控制因素

为了探讨南海神狐海域X区块天然气水合物的控制因素,开展了高分辨地震资料精细解释和天然气水合物地震相研究。结果显示,X区块存在3条主控断层和众多滑塌断层;预测的稳定带内水合物呈多层分布,稳定带底部水合物层厚度较大、连续性较好。结合地震反射特征和可能的气源讨论初步认为,X区块天然气水合物的成藏模式主要有两种类型:在断裂或滑塌构造发育区,水合物的气源以热解成因气为主,水合物呈多层分布;在构造平缓地区,水合物的气源以生物成因气为主,水合物呈单层分布,且主要分布在似海底反射(BSR)之上一个狭窄的范围内。     

台西南盆地含天然气水合物沉积层测井响应规律特征及其地质意义

文章分析了台西南盆地渗漏型和扩散型天然气水合物沉积层的测井曲线特征,并通过对比DSDP 84航次570号钻孔含天然气水合物层段测井资料,结合研究区的区域地质条件、水合物饱和度、钻井岩心资料以及地震反射剖面特征,总结出台西南盆地天然气水合物沉积层的测井响应规律及其地质意义,结果表明:研究区含水合物沉积层的测井曲线有高电阻率、高声波速度、高中子孔隙度、低补偿密度和低自然伽马的"三高两低"的异常特征,渗漏型水合物层测井曲线"三高两低"特征较扩散型明显,渗漏型水合物沉积层内水合物碳氢气体浓度高,在断层通道内高度聚集形成块状水合物,水合物的饱和度最高达到100%,水合物分解后形成碳酸盐层,部分碳氢气体沿裂隙向上运移后再次形成的水合物层,扩散型水合物主要分布在水合物稳定带的底部,水合物呈分散状存在于沉积物中,水合物分布范围较大,气体容积扩散,碳氢气体浓度下降,水合物的最高饱和度为31%,水合物气源主要为微生物成因气,裂解气可能以生物降解气的形式与微生物气为水合物的形成共同提供气源。研究区断层、断裂和气烟囱等构造发育,地震反射剖面上具有似海底反射(BSR)、振幅空白带、BSR与地层斜交、穹状反射(速度振幅异常而形成的眼球状结构)等水合物响应特征。     

南中国海存在天然气水合物的地球物理证据

以多道高分辨率地震数据为基础,分析了天然气水合物地震识别的关键技术,即地震成像与地震反演.地震成像结果显示南中国海可能具有含天然气水合物地层的地震反射特征,包括似海底反射(BSR)、振幅空白带、BSR与沉积地层斜交等天然气水合物存在的标志性特征,是南中国海域存在天然气水合物的定性地球物理证据;而地震反演结果则揭示该研究区存在地层速度结构异常,是南中国海存在天然气水合物的定量地球物理证据.     

琼东南海域天然气水合物地震反射特征

天然气水合物是一种新能源,目前,世界上许多国家都在进行天然气水合物研究。琼东南盆地是天然气水合物可能赋存的重点目标区,笔者针对琼东南海域二维地震资料进行以突出含天然气水合物地层地震反射特征为目的的处理,进一步识别含天然气水合物地层地震反射特征与分布。通过应用地震资料保幅处理技术,对该海域含天然气水合物地层地震反射特征,如似海底反射(BSR)、BSR强反射界面之上的高速异常带、BSR附近的振幅空白带、BSR的极性反转等,有了更多的认识,对开展全区含BSR特征研究有借鉴意义。     

南海北部陆坡高饱和度天然气水合物气源运聚通道控藏作用

气源运聚通道与天然气水合物富集成藏关系密切。利用准三维地震资料并结合钻探成果,深入研究了神狐海域GMGS3钻探区高饱和度水合物站位气源运移疏导通道地质地球物理特征及其控藏作用。结果表明:高饱和度水合物产出站位发育多种类型运移疏导通道,且与BSR空间耦合关系较好;紧邻BSR之下为强振幅反射,强振幅下部游离气体充注现象明显,表明水合物稳定域下部存在气体运移的通道,且深部气体向浅层发生了运移。深大断裂、底辟及气烟囱构成了沟通深部热解气及浅层生物气与浅层温压稳定域的垂向通道,在这些通道上方可以直接形成水合物;浅部滑塌面、水道砂及海底扇构成的高孔渗连续性砂体为浅层生物气及深部运移而来的部分热成因气横向运移通道,气体的侧向运移扩大了气体供给范围,增加了矿体横向展布规模。文章认为,天然气运移疏导系统与其他成藏要素匹配良好的构造和区域是勘探高饱和度水合物的有利目标。     

地震属性剖面在天然气水合物识别中的应用

在天然气水合物的地震资料解释过程中，常规（叠加和偏移）地震剖面上难以识别BSR、水合物成矿带以及游离气带的位置。通过多年的实践，笔者认为AVO（Amplitude Versus Offset）反演、波阻抗反演、地震瞬时属性和能量半衰时剖面，能够较好地揭示水合物的地球物理异常特征，从而给识别水合物和划分水合物的存在区域提供了有力的证据。     

基于连续小波变换的天然气水合物层地震数据多尺度分析——布莱克海台USGS95-1测线应用实例

似海底反射（BSR）是目前天然气水合物层识别的主要依据,但是当BSR不明显或者缺失的时候怎样识别水合物层,以及水合物层顶面和下伏游离气层底面如何确定,仍然是水合物识别中难以圆满解决的两大难题。以布莱克海台USGS95-1测线地震数据为例利用小波变换进行多尺度研究发现水合物层和游离气层表现出不同的尺度特征：水合物层表现出大尺度特征,而游离气层具有小尺度特征;在最佳尺度剖面上,水合物层表现为低尺度背景中的近似平行于海底的高尺度带。利用水合物层和游离气层的这种尺度差异不但可以识别水合物层,而且还可以推断水合物层的顶面和游离气层的底面。     

天然气水合物层和游离气层的地震反演识别——布莱克海台USGS95-1测线应用实例

利用基于弹性波阻抗的AVO反演方法对美国布莱克海台实际水合物存在区域的USGS95-1测线进行处理,得到了地震纵波波阻抗和横波波阻抗,并据此计算出泊松比和拉梅系数等弹性参数。对反演得到的各弹性参数分析发现：与同沉积的水饱和地层相比,含水合物的地层具有高的波阻抗和拉梅系数;而游离气层具有低的纵波波阻抗、泊松比和拉梅系数。据此推断出该测线上水合物层和游离气层的分布范围。认为波阻抗剖面和拉梅系数剖面上的近似平行于海底的高值带指示水合物层,且水合物层下伏所圈闭的低泊松比和低纵波波阻抗区域指示游离气的存在;还发现该条测线上的BSR主要是由其下的游离气的聚集引起。     

西沙海域南部天然气水合物发育特征及成藏模式

根据新的三维地震资料,在西沙海域南部发现的天然气水合物具有三个主要地震识别标志:(1)似海底反射现象明显,表现为强振幅强连续反射、与海底反射极性相反、与海底近平行及有穿层现象等四个特征;(2)具有空白反射带,且与似海底反射伴生;(3)随偏移距增加,振幅明显增强。研究区天然气水合物平面上具有分块展布的特点,单块内水合物中部富集、向周缘丰度减小。估算水合物稳定带厚度约为120m。通过地质类比研究认为,西沙海域南部天然气水合物成藏主要受气源条件、温度-压力条件和构造-沉积条件三个因素共同控制。据此建立了研究区天然气水合物的成藏模式。     

利用AVO研究西沙海槽水合物与BSR的对应关系

从水合物/游离气的地震特性出发,作者抓住水合物/游离气的AVO响应与水合物物性参数的关系,从反演的角度取得了水合物的物性参数,并以前人的有关水合物物性参数与水合物含量之间的关系,对实际地点的水合物含量作了定性和半定量的分析,估算了水合物的大致含量。本文旨在说明剖面上的BSR强弱与水合物含量之间的关系。     

天然气水合物地震响应研究——中国南海HD152测线应用实例

目前识别水合物的主要依据是BSR和其上具有高速特征的空白带。当BSR不存在, 或由于水合物饱和度较高导致空白带特征不明显时, 水合物的识别是未解决的问题。针对这种情况, 提出了一种更实用的水合物识别模式: 低速背景中近似平行于海底的高速地质体是水合物带的特征, 水合物带泊松比降低, 利用纵横波速度信息易于识别水合物带下是否存在游离气。基于上述水合物的识别模式, 以中国南海HD152测线为实例进行了天然气水合物的识别研究。     

天然气水合物地震空白带现象正演模型研究

空白带现象是人工地震方法识别含天然气水合物沉积地层的重要标志之一。针对水合物沉积物的 3种微观模式 ,首先采用度量振幅空白程度的振幅比方法 ,计算并分析了水合物饱和度不随孔隙度变化 ,以及水合物的饱和度随孔隙度变化 (即CGHC和VGHC)两种情况 ,然后对上述两种情况设计了地震模型 ,合成了水合物沉积物地震纪录 ,获得了地震空白带现象。研究结果表明 :水合物沉积物饱和度的变化是振幅空白的主要原因。对孔隙度和饱和度都不固定的复杂情况 ,沉积物的岩性存在多解性 ,需用各种方法的多元信息进行对比研究 ,才能更好地解释空白带的产生及其特征。     

Seismic attenuation for characterization of gas hydrate reservoir in Krishna-Godavari basin,eastern Indian margin

Gas hydrates have received global attention as a possible alternative non-conventional energy resource. Hence, the detection, characterization and quantification of gas hydrates are very important for evaluating the resource potential. Presence of gas hydrates in sediments above the bottom simulating reflector or BSR is associated with low attenuation or high quality factor (Q), whereas, free gas bearing sediments below the BSR exhibit high attenuation or low seismic Q. Here the logarithm spectral ratio (LSR) method is applied to marine seismic reflection data along two cross lines (18 and 46) in the Krishna-Godavari (KG) basin in eastern Indian margin, where gas hydrates have already been established by drilling/coring. The interval Qs is calculated for three sedimentary layers (A, B, and C) bounded by the seafloor, BSR, one reflector above and another reflector below the BSR at some common depth points (CDPs) to study the attenuation characteristics of sediments across the BSR. The estimated average interval Q (160) for the hydrate bearing sediments (layer B) is much higher than the average interval Q (80) for both the loose clayey sediments (Layer A) and underlying free gas saturated sediments (layer C). This demonstrates that estimation of seismic quality factor Q can be used for characterization of gas hydrate reservoir.     

Application of AVO Analysis to Seismic Data for Detection of Gas below Methane Hydrate Stability Zone in Nankai Trough Area

Abstract. For the purpose of development of methane hydrate, occurring in the deep marine subsurface, as a resource, the most important issue is to understand the methane hydrate system (generation, migration and accumulation) as well as to delineate the methane hydrate reservoir properties. We have applied the Amplitude Versus Offset (AVO) analysis to the seismic data acquired in the Nankai Trough, offshore Japan, in order to confirm the occurrence of gas just below the methane hydrate-bearing zone, assuming that gas will show a so-called Class-3 AVO response. Knowledge of the amount and occurrence of gas in the sediment below methane hydrate-bearing zone is one of the keys to understand the methane hydrate system.
We have utilized the qualitative analysis of AVO methodology to delineate how gas is located below the BSR, which is thought to be the reflection event from the interface between the methane hydrate-bearing zone and the underlying gas-bearing zone. In the region of MITI Nankai Trough Well PSW-3, we observe two BSRs separated by 25 ms. After AVO modeling using well data, we applied AVO attribute analysis and attribute crossplot analysis to the seismic data. Finally we applied an offset-amplitude analysis to CMP gather data at specific locations to confirm the results of AVO attribute analysis. The AVO analysis shows that there is very little gas located in the underlying sediment below methane hydrate-bearing zone. This result supports the fact that we could not obtain any clear evidence of gas occurrence just below the methane hydrate-bearing zone in the Nankai Trough well drilling.     

Seismic analysis and distribution of a bottom-simulating reflector (BSR) in the Chilean margin offshore of Valdivia (40° S)

Multi-channel seismic (MCS) reflection data recorded offshore from Valdivia (40° S), in the Chilean margin, were processed to obtain a seismic image to establish structural characteristics and relate them to the presence of the bottom-simulating reflector (BSR). Seismic structure velocity of the BSR was determined using 1-D forward modeling. Recorded seismograms for two representative common mid-point (CMP) gathers were compared with synthetics, using different physical parameters to fit the waveforms. Our results confirm the presence of gas hydrates above the BSR. The BSR spatial continuity appears to be either interrupted or irregular due to the presence of faults. Tectonic movements can change the gas hydrate stability zone and consequently the BSR disappears or becomes weaker. Structural and topographic factors, differences in concentration, vertical distribution characteristics and internal structure of gas hydrates can influence BSR amplitude behavior. Variability in the concentration, volume, and extra supply of free gas coming from faults could be the main factors in the change of BSR amplitudes. The inclusion of the attenuation factor in the modeling supports the existence of free gas below the BSR. It is possible that the free gas below the BSR is distributed in bubbles or “bags”.     

基于天然气水合物地震数据计算南海北部陆坡海底热流

天然气水合物是一种由水的冰晶格架及其间吸附的气体分子（以甲烷为主）组成的固态化合物,地震剖面上的似海底反射BSR是天然气水合物赋存的重要地球物理标志。相同气体成分水合物的相对稳定的温压关系是根据BSR的赋存深度计算海底热流的理论基础。选择南海北部陆坡有典型BSR反射的地震剖面,计算了南海北部陆坡天然气水合物发育区的压力、温度、地温梯度、热导率及热流等地热参数。通过计算热流值与实测热流值的对比可以大致推测,在南海北部陆坡海底运用该方法计算的热流值误差可能在12％以内。本研究不仅可以为海底热流等理论研究提供一定信度的数据资料,而且通过实测热流值校正后的热流数据以及经验公式,可以反过来用于BSR深度的计算以及天然气水合物稳定域的预测,具有重要的实践意义。