冻土区天然气水合物各向异性储层的AMT响应特征

陆域天然气水合物通常发育于冻土层下方破碎带和岩层裂隙处,其储层会表现明显电性各向异性特征.音频大地电磁法（AMT）能有效探测陆域水合物储藏范围,且不易受高阻冻土层的压制和干扰,可用于陆域天然气水合物探测研究.本文采用AMT对角各向异性二维正演方法,对多种陆域天然气水合物各向异性储层模型及相关参数进行了模拟试算,分析其视电阻率和相位响应特征.结果表明AMT能清晰显示各向异性储层空间位置和分布情况,并对储层的水合物饱和度变化以及储层数量等特征都有所反映.天然气水合物电性各向异性模拟研究为这一新型潜力能源的勘查工作提供了新的思路.     

天然气水合物电磁勘探研究进展

天然气水合物因能源资源潜力、环境效应问题和对地质灾害影响,受到了世界各国的广泛关注,成为了科学研究热点.目前,探测天然气水合物最有效的当属地震勘探,但其存在着一些问题,如只能探测水合物的底界、无法估算水合物浓度、BSR特征与水合物储层不一一对应等,而电磁方法则成为其有益的补充,可降低勘探成本和钻探风险.本文综述了海域与陆域冻土区电磁探测天然气水合物的研究进展,介绍了国内外天然气水合物的发展历程、电磁探测水合物的物性基础和电磁探测天然气水合物的研究现状.在海域水合物电磁勘探方面,重点阐述了频率域海洋可控源电磁法的原理、电磁法数值模拟、装备研发和应用研究的相关进展;在陆域水合物电磁勘探方面,论述了电磁法在探测冻土层、水合物成藏要素以及水合物有效性的研究进展.最后结合我国天然气水合物电磁勘探研究现状,提出了相关建议,为开展相关领域研究提供有益的参考.     

海上E区天然气水合物地质、地震、地球化学特征综合研究与成藏远景预测

本文提出一种将地质、地震、地球化学分析相结合的方法,以研究海区天然气水合物的成藏条件,首先用物源、构造、沉积和地温等资料进行地质分析,确定海区天然气水合物成藏的地质条件;然后根据对水合物的地震属性（BSR,AVO,BZ等）分析和正演模拟研究,预测水合物及其游离气的存在,结合地质条件,圈定出水合物成藏的有利区带;最后结合对水合物主要成分（甲烷及烃类等）的地球化学异常分析,对研究区天然气水合物成藏的远景作出评价．野外实践结果表明,这种综合研究方法是有效可行的,为海区天然气水合物勘探提供了一种新的研究途径．     

青海南部天然气水合物二维地震探测技术方法试验研究

冻土区勘探一直是地震探测的一个难点.为了探测研究区的深部结构,分析可能的天然气水合物的分布情况及其冻土区地球物理响应特征。我们在研究区进行了高精度的二维地震勘探试验.本文主要介绍针对冻土区的地震资料野外采集技术试验方法,包括资料的静校正问题、冻土层反射成像问题及精细速度分析等.通过对这些试验结果的分析,作者总结出一套针对高原冻土区,地形起伏变化较大的地震野外施工方法和静校正方法,为今后类似地区的地震勘探及其他物探方法,提供了参数设置依据和一些经验.     

海域天然气水合物全波形反演研究进展

在海域天然气水合物勘探过程中,全波形反演可以在缺少井资料情况下提供水合物及游离气区域精细速度结构,与AVO分析相比,全波形反演可以有效降低薄层效应影响.概述了全波形反演的研究进展及其在海域天然气水合物参数结构分析中的应用现状;讨论了天然气水合物全波形反演策略,包括基于层状介质假设的全局优化与局部优化相结合反演策略和基于有限差分、有限元正演模拟的多参数结构直接反演策略等;探讨了天然气水合物全波形反演中一些具有代表性的技术特点,包括地震子波估计方式、海底多分量地震数据的应用、多参数同时反演;最后给出天然气水合物全波形反演发展趋势和可能改进建议.随着三维全波形反演算法的不断改进,海域天然气水合物勘探精度将进一步提高,为水合物商业开发提供依据.     

海域天然气水合物的地震研究进展

海域天然气水合物的地震研究是在岩石物性分析成果的指导下，用地震技术进行真假BSR的识别和含水合物沉积层物性预测.海域天然气水合物地震研究的进展主要表现在：物性分析理论模型由简单模型发展到最大程度模拟实际情况的复杂模型；地震勘探方法已由常规的单道、多道地震发展到多频地震、高分辨率二维、三维地震和海底多分量地震；地震资料处理由常规处理发展到突出BSR特征的“三高”和叠前时间偏移处理；从利用速度、振幅结构研究识别天然气水合物发展到AVO、多属性判别、多弹性参数和多物性参数反演识别天然气水合物、预测其物性参数.这些新技术、新方法的应用，加快了海域天然气水合物调查进度，提高了天然气水合物地球物理识别的可靠性.     

基于测井和地震资料的神狐海域天然气水合物资源量估算

饱和度是估算资源量的一个重要参数,尤其是深水油气和天然气水合物共存的白云凹陷.本文利用神狐地区测井的速度、电阻率、氯离子浓度和地震反演的纵波速度异常,对该区水合物饱和度进行估算.利用二维高分辨率地震资料,分析了气烟囱、断裂、砂体、滑塌体等特殊构造对气体运移的控制作用和对水合物形成的作用.基于双相介质中纵波速度,利用迭代正演模拟反演法估算出神狐地区的天然气水合物饱和度占孔隙空间的5～30%,局部地区饱和度为44%.水合物中甲烷气体资源量达到千亿立方米,气体储量达到中等气藏的储量丰度.     

青海木里天然气水合物储层大地电磁法理论模拟分析

青海木里地区地质构造复杂,天然气水合物成藏规律不清,为了大地电磁法探测天然气水合物有更好的应用效果,有必要进行大地电磁法理论模拟研究.本文基于青海木里地区的天然气水合物赋存方式,设计了两种天然气水合物地电模型,采用大地电磁法的有限元法正演及非线性共轭梯度法反演计算,重点分析大地电磁法对冻土层、断裂及水合物储层的分辨率及不同极化模式反演对水合物储层的识别效果.理论模拟结果表明:大地电磁法对冻土层、断裂有较好的探测效果;TE模式的反演结果比TM模式的反演结果对水合物储层异常反映更明显;TE+TM模式中降低TE模式的数据误差值,使TE模式的数据在反演过程中权重加大,反演结果也能显示出水合物储层异常.本次的理论模拟结果对探测天然气水合物的大地电磁数据处理有一定借鉴作用.     

基于BSR的AVO正演估算水合物含量方法的研究

水合物地震属性研究的一个基本目标是水合物/游离气含量的估算. 这项工作的难度体现在地震反演具有多解性. 这项工作涉及到地震数据的精细处理、速度分析和BSR界面AVO分析等多个具体环节. 本文继承前人的有关成果，尝试进行了水合物/游离气含量估算方法的研究. 以区域地质、地震和化探等多元方法信息为基础，以定性推断BSR以及BSR界面AVO性质为导向，通过AVO正演模型方法，半定量（或定量）地估算BSR界面上与下地层中水合物/游离气（或水合物/水合物）的含量. 运用这种方法，结合海上有利于天然气水合物的E研究区某测线地震资料，尝试估算了BSR界面之上和之下介质中水合物/游离气的含量.     

羌塘盆地冻土层结构核磁共振信号响应研究与实践

为了了解羌塘盆地冻土层的结构,利用核磁共振测深(MRS)技术对羌塘盆地的两个研究区进行了野外勘探。结合室内实验及野外实际资料,冻土层基本无法引起仪器核磁共振响应是划分冻土层和探测水合物的重要证据。在钻井附近进行的MRS方法对试验点进行测量并采集到了NMR信号,分析认为是天然气水合物处在亚稳定状态,分解产生水或者液态烃,形成水-水合物-气三相共存的情况,引起了NMR反应。实践表明可以将MRS方法运用于探测陆域冻土带分布以及冻土带,该方法对于冻土层的结构划分具有十分重要的科学意义和应用价值。      

Prestack Kirchhoff time migration of 3D coal seismic data from mining zones

Conventional seismic data processing methods based on post‐stack time migration have been playing an important role in coal exploration for decades. However, post‐stack time migration processing often results in low‐quality images in complex geological environments. In order to obtain high‐quality images, we present a strategy that applies the Kirchhoff prestack time migration (PSTM) method to coal seismic data. In this paper, we describe the implementation of Kirchhoff PSTM to a 3D coal seam. Meanwhile we derive the workflow of 3D Kirchhoff PSTM processing based on coal seismic data. The processing sequence of 3D Kirchhoff PSTM includes two major steps: 1) the estimation of the 3D root‐mean‐square (RMS) velocity field; 2) Kirchhoff prestack time migration processing. During the construction of a 3D velocity model, dip moveout velocity is served as an initial migration velocity field. We combine 3D Kirchhoff PSTM with the continuous adjustment of a 3D RMS velocity field by the criteria of flattened common reflection point gathers. In comparison with post‐stack time migration, the application of 3D Kirchhoff PSTM to coal seismic data produces better images of the coal seam reflections.     

速度、加速度检波器及其获取信息的研究(英文)

本文从两种类型的地震检波器(10hz动圈式速度检波器和压电加速度检波器)及其检测介质的两种运动动参数(速度和加速度)入手,测试和对比分析了它们的频率响应函数,指出了二者的差异。又对两种检波器进行了冲击振动试验和结果对比,分析了其响应信号的特征和携带信息的能力。并于某地区在可比条件下进行了地震数据采集对比试验,对用两种检波器采集得到的单炮资料和叠加时间剖面进行了对比分析。结果表明,加速度信号更能满足当前和今后地震勘探对地震信号的高信噪比、高精度、高分辨率和大信息量的要求。     

单源单缆方式采集的天然气水合物三维地震数据处理技术

作为潜在的能源储备,天然气水合物的重要性持续上升.针对天然气水合物的地震勘探也逐步由二维方式向三维方式转变.本文以单源单缆方式采集的天然气水合物三维地震数据为基础,探讨了地震数据成像的关键技术,在获得准确的三维地震成像数据体的同时,还得到三维地层速度数据体.三维地震数据更有利于描述含天然气水合物地层的地震反射特征,并刻画可能含天然气水合物地层的分布,从而拓宽对天然气水合物储层的认识.     

井震联合分析预测神狐海域天然气水合物可能的垂向分布

已有的地质与地球物理信息表明南中国海北部陆坡神狐海域存在天然气水合物,2007年钻井和取样结果证实其以细颗粒均匀存在于水合物稳定带内,但区域分布范围极不规则.由于测井记录长度和取样深度的范围有限,天然气水合物垂向分布特征难以确定.为了深入了解此区域天然气水合物深度上的分布规律,对SH7井的多种测井数据进行综合分析并与地震反射特征建立联系,得到三个主要的沉积物性变化层位并以此为基础进行叠后数据的伪井约束反演,结果表明在已证实的含水合物层之下还存在高速层.而AVO叠前正演模拟分析结果与实际地震数据对比表明,研究区的天然气水合物稳定带可能由含水合物沉积物与饱水沉积物的薄互层组成,这就意味着在取样获得天然气水合物样品的深度之下,很可能存在另一个含水合物层.     

基于含气泡液体声波方程的海底冷泉数值模拟

海底冷泉羽状流与海底天然气水合物的分布密切相关,对水合物稳定带的边界具有指示作用,是未来能源勘探的重要领域.研究海底冷泉羽状流的地震响应特征,对确定天然气水合物的储集区域及成藏环境等均有重要意义.当前获得海底冷泉羽状流的地震响应主要通过数值模拟进行,然而该过程所依据的含气泡介质声速模型及随机介质理论不能完整描述海底冷泉的物理性质,采用的声波方程也不适用于高频地震波数值模拟.为了准确地实现海底冷泉羽状流地震波数值模拟,精确分析其地震响应特征,本文提出利用Keller-Miksis气泡振动模型来描述气泡在声波作用下的运动状态,同时考虑气泡间的相互作用,建立海底冷泉气泡模型.在此基础上,本文创新性地采用含气泡液体声波方程进行海底冷泉高频地震波数值模拟.数值模拟结果表明,本文提出的方法能够实现海底冷泉羽状流地震响应的高精度数值模拟.     

海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析

随着水合物含量的增加,往往会引起纵、横波速度的增加,同时也会引起衰减的变化.针对含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析,有助于水合物含量的估计.本文以有效介质理论模型(EMT)为基础,研究了海洋未固结含水合物沉积层的纵、横波速度的非线性变化趋势.同时采用BISQ模型替代有效介质模型中的Gassmann方程,具体分析了全频带范围内海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征.采用该模型,速度与衰减均随着水合物含量的增加而增加,且岩石孔隙度与泥质含量对衰减系数的影响较小.针对大洋钻探计划(ODP)164航次的实际数据,运用该模型方程计算采用声波测井数据(20kHz)与VSP数据(100Hz),分别获取了水合物稳定带的饱和度数据,平均在5%~7%之间,由于速度频散的影响,VSP估算结果要弱低于声波测井估算数据,均与实测保压取芯的甲烷含量数据、他人研究成果以及神经网络趋势预测结果均有着较好的一致性.对南海神狐海域三口钻位开展了水合物含量预测,与保压取芯结果有着较好的吻合关系.同时基于层剥离法提取该区域某地震测线BSR层的等效Q值,采用本文方法估算了该区域的等效天然气水合物含量15%~30%.数值模拟与实际应用结果表明:含水合物沉积层的速度频散与衰减特征均随着水合物含量的变化而变化,联合利用这一些变化特征,有助于天然气水合物含量的估计.     

海洋短排列高分辨率多道地震高精度成像关键技术

基于高频震源的海洋短排列、高分辨率多道地震探测方法,具有主频高、频带宽的特点,是海底浅层地质研究,特别是海洋天然气水合物调查等方面的重要手段.针对这种地震探测方法不能有效控制电缆沉放深度、虚反射干扰严重且规律性差以及速度分析精度低带来的成像效果差等问题,研究了基于虚反射走时识别与模拟计算的电缆沉放深度计算方法,获得了检波点的准确沉放深度,为虚反射的有效压制提供了保障;采用基于相似性原理的排列长度放大技术,有效地解决了排列长度较短引起的速度谱能量团不聚焦的问题,提高了速度分析灵敏度,确保了地震资料成像处理精度.实际资料的最终成像处理结果表明,地震波组的信噪比和分辨率高,速度结构合理,BSR特征清晰,为海洋天然气水合物的识别和研究提供了高品质资料.     

东海冲绳海槽陆坡天然气水合物的地震学研究

本文通过对东海973 航次在冲绳海槽取得的多道地震数据进行有针对性的特殊处理，形成一套针对天然气水合物地震学研究行之有效的处理思路，提高速度分析的精度和分辨能力，压制浅层多次波，资料在保持一定信噪比的基础上尽可能的提高分辨率，相对振幅处理以及用于AVO分析的预处理等.在此基础上对天然气水合物进行识别和预测，我们发现在冲绳海槽南部西侧槽坡附近以及海槽内部发育有一系列泥底辟构造，在这些底辟构造的顶部明显存在与天然气水合物赋存相关的地球物理特征，如似海底反射层（BSR）、与海底反射同相轴极性相反，BSR上方的振幅空白区以及BSR上下的速度异常.从该区域的地质背景资料分析，冲绳海槽不仅具有很高的沉积速率并且海槽西侧的断层活跃，提供了富含有机质的物源以及用于天然气运移的通道，有利于天然气水合物的形成.     

震源车地震勘探技术在西安地裂缝勘探中的试验研究

为克服巨大的城市环境干扰,采集高质量的人工地震勘探数据,将大吨位震源车引入到西安地裂缝人工地震勘探中,并在真实城市道路环境下对已知地裂缝进行多项试验,包括抗干扰效果、勘探深度、震源工作参数、垂直叠加次数、不同主频检波器接收、勘探排列长度、最佳反射波接收窗口等,最后将人工地震勘探结果与钻探结果进行验证对比。结果表明,大吨位震源车在实际道路干扰环境下可以得到理想的地震反射剖面,剖面中地裂缝异常明显,推测解释的地裂缝在地面的位置可信。