美国东南部大陆边缘的天然气水合物利用宽角地震资料进行全波形约束和走时反演

利用BSR已完成美国东南边缘大约50000km2的地区编图，并已证实可能与大量天然气水合物有关。1992年6月，同时获得该地区的单道地震和宽角海底地震资料，主要集中在布莱克洋脊和卡罗来纳海隆，能清楚地观察到来自BSR的宽角反射偏移距（达6km）。为了了解区域性的变化和生成卡罗纳海隆高背景速度的二维平均速度模型，用宽角和垂直入射资料进行走时反演，然后做全波形反演业确定BSR的地震成因。最合适的模型显示了两处的BSR之下具相似的低速（1.4km/s），暗示圈闭了低饱和度（10％）的游离气，反演结果也显示有一薄层高速楱状体，最大速度为2.3km/s，刚好位于布莱克洋脊的BSR上方；计算了沉积物反射率，观察到卡罗来纳海隆具有较高的反射率，BSR之下的反射率增加几乎与两个站位的含气带对应。根据速度模型估算了水合物的浓度。另一方面，占沉积物总体积3%的水合物之平均浓度暗示布莱克洋脊地区水合物稳定带厚度少一半。卡罗来纳海隆水合物平均 浓度最大为20%，卡罗来纳海隆7%。这两处水合物浓度高，无法仅用原地生物活动来解释，可能与次生的聚集机制不关，因稳定域迁移引起水合物循环，可能影响两地的水合物凝聚。另外，流体向上排出的增加，也可以使 布莱克洋脊生存下去。     

秘鲁近海似海底反射的速度结构：全波形反演结果

我们对海底以下气体水合物的广泛分布之认识源于似海底反射（BSRs）这一地震观测结果。根据纵波速度研究BSRs精细结构的全波形反演是一种可行技术，我们将非线性的全波形反演技术用于研究秘鲁近海的一处BSR。首先利用一个统计的反演技术确定地震速度变化特征，使旅行曲线的相关能量最大化。这些速度被用作全波形反演的初始模型，并产生BSR附近详尽的速度／深度模型。我们发现数据与一个由薄的低速层形成的BSR的模型吻合最好。在18m的层内，纵波速度由2.15km/s下降至平均速度为1.70km/s，在其中6m在层内，最小速率仅1.62km/s。利用纵波速度反演结果，计算沉积物中的气体含量，结果表明低速层为厚6－18m、孔隙空间含部分游离气的地带。BSR的出现与地层区域垂向抬升相一致。因此，我们认为该BSR处的气体是由于抬升作用造成压力下降，水合物稳定带底部水合物分解而形成的。     

天然气水合物沉积定量分析的地震方法

气体水合物对地质灾害和气候变化有潜在的贡献。水合物可能是一种未来能源。德国联邦研究所的气体水合物研究工作主要集中在大陆边缘近海区域。最新的海洋地震资料于1999年在哥斯达黎加近海和2001年在沙巴州近海采集，这些资料具有长偏移距、高空间和时间分辨率特征。     

美国东南部大陆边缘气体水合物的地震特征

气体水合物在低温、高压情况下相对稳定,因此,在海底以下几百米以内浅部的沉积物存在大量的气体水合物。根据强振幅的ＢＳＲ,基本上已主宰了气体水合物的存在,并可编制相关图件。结ＢＳＲ仅仅表明在稳定的气体水合物底界存在声波差异。其它因素,诸如在可能存在ＢＳＲ沉积物反射特征中出现的振 空白和变化,虽未作详细调查,但它们也与水合物密切相关。并很可能显露出有关水合物胶结的沉积物性质和水合物含量的更多信息。根据反     

波弗特海大陆边缘之下与气体水合物相关的BSR地震研究

位于阿拉斯加北部波弗特海上陆坡海底之下300－700m处有一强的似海底反射层（BSR），与上覆的气体水合物和下覆的天然气及孔隙水之间的相界面对应。世界各地BSRs具有类似的成因，这里通常解释为含本水合物碎屑沉积物之底界，下覆沉积物内可能有或没有游离气。令人惊奇的是，对这些强反向起因知之甚少。在这篇论文里，通过对合成的BSR振幅和波形（随震源－检波器偏移距变化）与穿越波弗特海发育较好的BSR多道地震反射资料比较，分析产生BSRs的物性差异。为了区分BSR之下是否有游离气，需要补充近垂直入射资料和叠前偏移资料。对振幅随偏移距变化（AVO）的分析暗示出：BSR的产生主要是由于BSR之下碎屑沉积物内存在游离气。据垂直入射合成地震记录，估计游离气带厚度薄于11－16m。若气体浓度深度而减少，则游离气带厚度可能大于16m。据AVO模拟，初估BSR之上沉积物内气体水合物饱和度不足孔隙体积的10％。     

北极大陆边缘沉积物中深水和浅水气体水合物欠稳定之证据

用地球物理方法探测到北极大陆边缘水合物稳定带内（HSZ）气体水合物的分解情况，高频地震探测的地层结构和纵波传播速度已经改变了水合物稳定带恒定不变的传统概念，其结果表明在两个方面：（1）浅水区不稳定的水合物可向大气排放大量的甲烷；（2）暗示深水区气体水合物不稳定，导致斜坡欠稳定，并释放甲烷进入大气圈，引起温室效应。     

秘鲁近海气体水合物带底界的地震反射特征分析

位于秘鲁近海的ODP第688站位的地震资料显示出：该区存留有似海底反射层（简称BSR）,其深度与气体水合物稳定的深度相当。虽然在太平洋和大西洋的科学钻探岩芯中已经发现了气体水合物,但通常在有BSR显示地区避免钻探,这是因为钻探容易引起含水合物的沉积物民封闭的游离气的释放,造成危险。利用反褶积和真振幅恢复技术,可对地震资料重新处理,达到对BSR定量分析。从而地震资料提取声波参数,从第688站位的钻孔测量物性资料,利用前述两项资料可合成地震记录,并同实际地震资料进行比较,来估算游离气带的厚度。结果显示出：BSR沿侧向呈不连续分布,在BSR表现为强振幅的地带,其下游离气带厚5．5－17m;在BSR呈弱振幅之处,游离气带厚度不足5．5m,甚至完全缺失。     

印度西部大陆边缘天然气水合物和游离气的可能模型

我们通过印度西部大陆边缘(WCMI)的多道地震反射资料解释，以建立天然气水合物形成的可能模型。地震剖面上双程走时(TWT)为2950ms的反射界面被解释为甲烷水合物层底界，即似海底反射(BSR)，它出现于海底以下500ms处。相似成因的KSRs在世界范围内广泛存在，不管其下有否游离气，它们通常是含天然气水合物的碎屑沉积物的底界。本文建立了一个天然气水合物/游离气模型，运用不用物性以合成地震记录，并与多道地震反射资料上所观察到的BSR振幅和不同震源一检波器偏移距的波形进行对比。初步结果为研究水合物分布和形成的预测模型提供了重要证据。不同偏移距的振幅恢复也为水合物特性的响应研究提供了依据。     

南海北部大陆边缘天然气水合物稳定带厚度的地热学研究

The exploration of unconventional and/or new energy resources has become the focus of energy research worldwide,given the shortage of fossil fuels.As a potential energy resource,gas hydrate exists only in the environment of high pressure and low temperature,mainly distributing in the sediments of the seafloor in the continental margins and the permafrost zones in land.The accurate determination of the thickness of gas hydrate stability zone is essential yet challenging in the assessment of the exploitation potential.The majority of previous studies obtain this thickness by detecting the bottom simulating reflectors(BSRs) layer on the seismic profiles.The phase equilibrium between gas hydrate stable state with its temperature and pressure provides an opportunity to derive the thickness with the geothermal method.Based on the latest geothermal dataset,we calculated the thickness of the gas hydrate stability zone(GHSZ) in the north continental margin of the South China Sea.Our results indicate that the thicknesses of gas hydrate stability zone vary greatly in different areas of the northern margin of the South China Sea.The thickness mainly concentrates on 200–300 m and distributes in the southwestern and eastern areas with belt-like shape.We further confirmed a certain relationship between the GHSZ thickness and factors such as heat flow and water depth.The thickness of gas hydrate stability zone is found to be large where the heat flow is relatively low.The GHSZ thickness increases with the increase of the water depth,but it tends to stay steady when the water depth deeper than 3 000 m.The findings would improve the assessment of gas hydrate resource potential in the South China Sea.     

印度西大陆边缘富含气体沉积物及气体水合物层的检测

在印度西大陆边缘外的高分辨率地震反射和浅层剖面都揭示了在内陆架上有空白反射、反射波终断与渗流相伴生的形式出现的声学屏蔽特征的存在。这些屏蔽现象揭示了富含气体沉积物的存在。在外陆架-中陆坡地区，那些麻坑地形及上覆水体中突出的羽状流都清楚地表明有气体从陆坡沉积物中渗流出来，而正是这种渗流反映了源岩的存在。地震剖面也揭示了中-下陆-陆隆地区存在着似海底反射波（BSR），同时推测认为存在着气体水合物。BSR大约出现在海底之下300-600ms(TWTT)、水深525-2200m的范围内，它们偶然地呈不连续特征。在BSR之上同样也可以见到清楚的反射空白区及声学空白带。相反，杂乱/或散射的双曲线反射波则出现在BSR之下，这可能是富含气体沉积物存在的一种反映。褶皱、底辟构造及断层均存于陆坡-陆隆区，它们可能成为流体及甲烷气体从深部向上运移的通道及圈闭。     

从地球物理角度研究Crimea大陆架斜坡带气体水合物聚集的来源

位于Crimea大陆边缘（黑海北部）东南面的Sonokin海槽以泥岩的穿刺作用而闻名。1988年已经在此区域的海床沉积层中了气体水合物。1996年“Gelendzhik”号的TTR-6航次期间，在五个含有泥质角砾岩的岩芯中观察了气体水合物，据此进行了一次综合地球物理勘探，以更深入地了解气体水合物的区域分面上以及水合物聚集与流体排出口之间的关系，并由此提出此研究区域的气体水合物很可能由外来气体形成，对含气体水合物的岩芯进行岩性研究的初步结论显示从中采到气体水合物的泥火山有一个复杂的形成机理，水合物来源之一的气体也有一段复杂的历史。     

南设得兰陆缘地震数据反演中的天然气水合物和游离气分布

南设得兰陆缘(南极半岛)上部800m有适用于用地震数据作旅行时间反演来产生声速图像的三种不同的地质范畴：(i)大陆架；(ii)增生柱；(iii)海槽。大陆架上的地震速度较高，在海底600——700m处比其余两种地质构造高出1000m／s。由于沉积压实和侵蚀作用导致蜡状冰层逐渐变薄。应用叠加前深度偏移是为了改善野外地震图像和检验速度场的性质。在似海底反射(BSR)明显存在的地方。在相关的速度剖面上发现了正、负速度异常。用理论方法可以解译计算水合物和游离气分布区的二维地震速度剖面。分析显示BSR主要与其下存在的游离气有关。当天然气水合物相当均一地分布于陆缘时，游离气的分布却具有不同的浓度和厚度。     

利用地震谱反演技术圈定南海神狐海域天然气水合物储集层

地震谱反演是近年发展起来的一种新的地震方法,可利用地震数据构建反射系数剖面,极大地提高地震资料的分辨率。利用谱反演方法对南海神狐海域天然气水合物赋存区的地震资料进行了处理,获得该区海底地层的反射系数剖面,结合BSR和测井资料,确定了该区天然气水合物储集层的顶界和底界,从而圈定了该区天然气水合物储集层。     

天然气水合物存在的流体特征——以印度西部大陆边缘为例

印度西部大陆边缘的多道地震反射资料揭示了流体排驱是否与天然气水合物相关。在地震剖面上没有典型的似海底反射存在,为了在确定天然气水合物的存在,我们在印度西部大陆边缘的一个小水道找到其它地震反射证据。我们研究了通过海底的排气通道、麻坑、海底滑坡以及反映流体运移通道的断层、清楚的含气沉积、弱振幅、底辟和泥火山等,地震剖面上所有这些流体逸散特征预示着在天然气水合物稳定域内天然气水合物的可能存在。     

多分量地震技术在挪威中部边缘气体水合物调查的应用

作为数量巨大的碳来源,天然气水合物可能是未来潜在的能源储备,也可能与全球的气候变化相关联,基于这一事实,在过去二十年中,天然气水合物方面的重要性持续上升是有目共睹的。此外,天然气水合物的分解以及并发的游离气释放造成潜在的海底坡身不稳。多分量地震技术能够拓宽对天然气水合物储层的认识。在海洋条件下,当下行传播的纵波（P波）在一个沉积界面反射时,可以转化而产生横波（S波）。利用水平和垂直的地震检波器可以在海底处记录到上行的S波。除P波数据外,S波数据非常有用,这是由于S波几乎不受多孔岩石中孔隙充填的影响并且速度较P波速度慢。这一性质清楚表明一个明显的优势,因为（1）利用S波可以提高地震分辨率;（2）含气或质量差的P波反射目标体可以较好成像;（3）孑L隙流体与岩性可以辨别;（4）增强估算气体水合物浓度的能力。在挪威中部边缘,多分量地震数据可使我们选择一个含水合物沉积物的可靠岩石物理模型。多分量地震数据能将气体或气体水合物对地震速度的影响与岩性对地震速度的影响进一步区分开。改进后的声成像结果使我们能清楚了解含水合物沉积层的下方区带,由于气体的存在,这一区带在P波数据上反射模糊。挪威中部边缘的天然气水合物研究很大程度上得益于对多分量数据的利用,部分数据由奥斯陆石油地质服务公司向特罗姆瑟大学地质系提供。     

海洋天然气水合物的地球物理勘探技术

天然气水合物将成为21世纪的替代能源，地球物理方法是勘探天然气水合物的重要手段。本文比较全面地分析和总结了天然气水合物的各种地球物理识别技术以及地震资料的特殊处理和分析方法，详细地介绍了水平地震剖面、垂直地震剖面、测井以及旁侧声纳剖面上天然气水合物的表现和识别方法。特别地，针对海洋地震资料的特点以及天然气水合物在地震剖面上的识别标志BSR、振幅空白带等特征，文章引入了真振幅处理、子波处理以及多项式拟合等处理方法来提高天然气水合物识别标志在地震剖面上的显示效果。最后，为了全面了解海底天然气水合物的分布 以及微细结构，文章介绍了AVO分析、全波形反演速率分析、叠加速度分析和走时反演等正、反演技术。     

从海洋地震数据估算天然气水合物及游离气的含量

南卡罗莱纳布莱克海台的海洋地震数据和测井表明明显的似每底反射（BSR）是由含天然气水合物的沉积层覆盖在含游离气的沉积上所形成。我们将一个理论的岩石物理模型应用到二维的布莱克海台海洋地震数据上以确定天然气水合物及游离气的饱和状态。高孔隙度海洋沉积作为一个粒状的系统建立模型，在这样的系统中弹性波速度与孔隙度、有效压力、矿物、孔隙充填物的弹性性质地、水、以及孔隙中天然气水合物的饱和度联系在一起。为了将这种模型应用到地震数据上，首先我们使用迭加速度分析得到层，然后通过地质信息估算出孔隙度和饱和度，我们首先假设沉积物中没含天然气水合物或游离气，然后使用岩石物理模型直接从层速度计算孔隙度。这种孔隙度剖面在有天然气水合物及游离气的地方表现出异常（与所期望的典型剖面以及在无天然气水合物或游离气存在的沉积中得出的剖面相比较）。在含天然气水合物的地方孔隙度估算不足而在含游离气存在的沉积度估算过高。从这些异常剖面中，通过与典型孔隙度剖面（不含天然气水合物及游离气）相减计算出孔隙度的剩余值。然后，通过引入天然气水合物或游离气的饱和度，应用岩石物理模型消去这些异常。这样一来就得出了所期望的二维饱和度分布图。我们得出最大的天然气水合饱和度介于孔隙空间的13%到18%（取决于所用模型版本的不同而有所变化）。这些饱和度数值与布莱克海台的测井结果（在地震测线边上）相吻合，测井的结果为12%。游离气的饱和度在1%和2%之间。饱和度的估算对输入的速度值极为敏感，因此精确的速度确定对储量的改正十分关键。     

西沙海域天然气水合物地震资料高密度双谱速度分析技术探讨

基于南海西沙海域天然气水合物二维高分辨率多道地震数据资料,使用Geovation地震资料处理系统的高密度双谱速度分析方法进行处理。在叠前时间偏移处理后的道集基础上,进行高密度双谱非双曲线型NMO自动拾取,最终获得解决各向异性问题后的叠前时间偏移剖面。分析结果表明,高密度双谱速度分析技术实现了速度逐道逐点的自动拾取,提高了时间方向的分辨能力、空间方向的分析密度,可以充分挖掘水合物地震数据的潜力。高密度双谱速度分析方法在提高处理质量的同时,可以帮助判定水合物的富集层位,研究似海底反射层附近的详细速度结构,为西沙海域水合物地震资料综合解释提供依据。