天然气水合物储层反演及饱和度预测

沉积物含天然气水合物后通常会引起速度的增加,与周围地层形成较大的波阻抗差异,利用地震波阻抗反演技术可识别出这种差异,从而预测天然气水合物的分布。测井资料具有较高的纵向分辨率,而地震资料横向分辨率较高,通过井震联合反演可获得天然气水合物准确的空间展布形态。利用井震联合反演技术对南海北部神狐海域天然气水合物储层进行了精细刻画,研究表明,该矿区天然气水合物储层表现为高波阻抗特征,其值域范围为3 450～4 500m/s·g/cm3,同时根据有效介质模型建立了岩石物理量版,预测了天然气水合物储层的孔隙度和饱和度数据,预测结果与测井解释结果吻合度较高,为天然气水合物的资源评价提供了比较准确的物性数据。     

南海北部揭阳凹陷天然气水合物的地震异常特征分析

大量研究表明南海北部珠江口盆地是天然气水合物发育区,但是该盆地东部揭阳凹陷水合物研究较少。本文利用揭阳凹陷新采集三维地震资料,对该三维地震资料进行成像道集优化和叠前时间偏移处理,得到针对水合物的新处理地震数据体,并通过高精度网格层析反演得到层速度数据体。利用该数据开展叠后约束稀疏脉冲反演,获得含天然气水合物地层波阻抗异常,综合分析反演与地震属性识别水合物。从新处理地震资料看,该区域似海底反射(bottom simulation reflection,BSR)反射呈连续、不连续与地层斜交等特征,BSR发育在一个继承性小型水道上,且下部断裂和气烟囱发育。通过分析BSR特征及BSR上下地层的速度、波阻抗、振幅、频率、相干等属性异常,结合水合物成藏条件,发现了南海北部新的天然气水合物有利富集区,为该区域水合物勘探提供基础。     

AVO反演在琼东南海域天然气水合物识别中的应用

为了更好地研究天然气水合物展布形态和赋存情况,利用AVO反演技术对琼东南海域天然气水合物进行了识别。首先通过对不同地层模型下天然气水合物和游离气的AVO属性特征进行了正演模拟分析,获得了天然气水合物AVO属性的响应特征。研究表明,天然气水合物饱和度不同时,其BSR处AVO属性特征也不同。当天然气水合物饱和度较高时,BSR处的AVO属性特征为:截距为负值,梯度为正值,截距×梯度为负值,流体因子为负值;当饱和度较低时,受游离气的影响,其BSR的AVO属性特征为:截距为负值,梯度为负值,截距×梯度为正值,流体因子为负值且幅值较大。鉴此,根据正演分析结果,重点对琼东南海域地震资料进行了天然气水合物AVO属性异常分析,判识确定该区具有高饱和度水合物的AVO属性特征,其天然气水合物勘探潜力大。     

含天然气水合物沉积层的孔隙度特征及其反演方法

给出了含天然气水合物沉积层、含游离气沉积层孔隙度与地震波速度及波阻抗的关系,提出了确定性沿层孔隙度反演技术的方法。     

鄂尔多斯盆地碳酸盐岩风化壳储层综合评价技术

如何综合利用钻井、地质、测井、地震资料进行碳酸盐岩风化壳储层评价是鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探中亟须解决的问题。利用测井资料采用选代拟合的方法进行岩石物性分析,用正反演模型、合成记录及特征相关法在“三高”和波阻抗反演剖面上进行精细的层位标定;根据对碳酸盐岩风化壳沉积特征分析,提出了求取风化壳泥质含量的方法并应用此结果在BCI剖面上消除了风化壳泥质合量的变化对速度、波阻抗的影响,实现风化壳储层空间展布和厚度的准确预测;采用AVO岩性反演、波形特征分类和人工神经网络模式识别方法进行了储层特征的综合评价,提出了下一步的勘探目标。     

布莱克海域变道距采集地震资料角道集优化处理

布莱克海域天然气水合物储量丰富,ODP164航次采集的地震资料中明显表现出丰富的BSR特征。结合测井提供的纵横波速度、密度等信息和地震角道集叠加数据开展叠前弹性波阻抗反演,对水合物藏准确识别取得显著效果。研究发现,反演效果的好坏与角道集的质量密切相关,因为,该海域地震资料是变道距采集,覆盖次数不均匀,不同角度的角度体质量差别大,为了给后续精细的叠前弹性波阻抗反演提供高质量的角度叠加数据,开展改善角道集质量的处理十分必要。研究采用高精度抛物线拉东变换和面元优化处理等技术,很好地补充了偏移距信息的缺失,角度信息更加均匀,提取的角道集振幅能量和同相轴连续性得到提高。正演模拟资料证明了该方法的保真性和可靠性。从实际资料叠前弹性波阻抗反演的敏感属性对比中也可以清楚看到,经过角道集优化处理后的反演剖面在反映水合物层丰度变化和BSR特征上有很大改善。该技术对其他海域类似采集方式得到的地震资料角度道集质量的提高有很好的借鉴意义。     

南海神狐海域试采区天然气水合物精细速度建模方法

底辟、高角度的断裂、滑塌等构造在南海神狐海域广泛发育,它们为天然气水合物的形成提供了良好的流体运移通道。为了提高试采区内天然气水合物地震数据的成像精度,尤其是断层及断裂结构的成像精度,开展了一套专门针对天然气水合物的精细速度模型构建方法,初始速度模型建立以CVI约束速度反演为基础,通过时间偏移域内剩余速度分析与拾取方法进行初始速度模型优化,采用基于层速度的弯曲射线叠前时间偏移来提高信噪比,在初始速度模型优化的基础之上,以剩余曲率法为基础的层析速度反演来完成深度域层速度的迭代与更新,最后通过叠前深度偏移实现试采区天然气水合物精细地震成像。通过对南海神狐海域试采区的实际应用结果表明:BSR的连续性更好;波组特征更加明显,同相轴连续性增强,利于解释人员进行层序划分;复杂构造成像清晰,有明显的强反射特征,底辟构造成像清晰;浅层小断层更加清楚,层间反射清晰,大断面归位合理,细节更清楚;能为新的成藏模式及现场钻井风险提示提供必要的数据依据。     

用于研究东海天然气水合物的地震资料处理方法

通过对东海海域二维地震、单道地震、浅层剖面等资料进行的综合研究表明 :用于研究天然气水合物的地震资料处理应提高速度分析精度和分辨能力 ,进行子波估算 ,压制多次波 ,相对保持振幅 ,DMO,AVO及波阻抗特殊处理等。在地震剖面上天然气水合物主要特征有 :BSR、振幅异常、速度异常、AVO异常等标志特征。据此 ,可对天然气水合物进行识别和预测。东海海域是天然气水合物可能赋存的有利部位 ,其中冲绳海槽是天然气水合物成藏的目标区域。     

天然气水合物的地球物理识别技术

地球物理识别技术是天然气水合物识别技术中的重要技术,即以自然界天然气水合物的赋存模型为指导,以含天然气水合物沉积层的岩石物性分析为基础,以地质、地球物理模式为桥梁,以现代计算机技术为手段,用地震正、反演的方法系统地、定量地研究各种天然气水合物地震标志(如BSR)的形成原因和形成机理,为天然气水合物的地球物理识别提供科学依据。     

地震测井联合反演技术在南黄海盆地北部坳陷中生代储层预测中的应用

在构造复杂和测井资料少的海域,有效地进行地震反演和储层预测是油气前景评价的关键。针对南黄海盆地白垩系砂岩储层中岩性复杂和物性高度非均质的问题,采用了测井、地震资料联合的稀疏脉冲约束反演方法和构造形态约束下的低频模型构建技术,对二维多道地震数据进行了目标层波阻抗反演处理,并对白垩纪砂岩储层的横向分布进行了追踪预测。结果表明:地震波阻抗剖面能够刻画储层的空间展布特征,表征储层内部物性变化,预测有利储层分布范围;储层预测认为白垩系泰州组发育多层低波阻抗的泥岩生烃层,中间夹两层波阻抗较高的砂层,与钻井资料对比为物性较好的油气储集层。     

天然气水合物和游离气饱和度评价方法及其在南海北部的应用

饱和度是评价天然气水合物资源量的重要参数之一,不同海域由于水合物微观赋存状态差异,评价方法不同。大量水合物钻探取心显示在珠江口盆地不同海域发现了不同类型的水合物,在东部海域发现了呈脉状、块状、结核状等裂隙内形成肉眼可视的水合物,而神狐海域发现了呈分散状充填在孔隙空间不同饱和度的水合物,两种不同类型水合物层的测井异常响应特征不同,评价饱和度方法不同。研究表明东部海域基于各向异性电阻率模型估算的水合物饱和度与压力取心吻合,近海底发育的水合物层饱和度相对较低,约为10%,而基于各向同性模型估算水合物饱和度高达60%,远大于压力取心饱和度。在碳酸盐岩层,基于未固结地层各向同性与各向异性估算水合物饱和度大于氯离子异常估算水合物饱和度,而利用胶结模式估算水合物饱和度与氯离子吻合。利用地震资料,以测井为约束利用稀疏脉冲反演地层的速度或波阻抗,结合不同岩石物理模型分析,再通过线性拟合或循环迭代方法可以估算水合物饱和度体,研究水合物的空间分布。通过沿稳定带底界提取水合物饱和度属性,发现神狐海域水合物呈不均匀分布,在局部峡谷脊部呈条带状特征。     

天然气水合物沉积的地震定量分析方法

反射地震剖面能提供天然气水合物区域性存在的间接证据。尽管这一技术经过三十多年不断深入的发展，但将此相关技术应用于天然气水合物研究方面仍然存在一些未决问题和需求。举例来说，在似海底反射（BSR）处观测到负的波阻抗差，气体水合物在负阻抗差形成中所起作用一直存在争论。此外，振幅随角度变化（AVA）分析是应用于储层存在游离气时获取信息的一种勘探方法，由此获得的定量信息的确定性尚有争议。本文研究采用有效介质理论（EMT），将AVA分析应用于长偏移距高分辨率的叠前地震数据。以海洋浅部沉积物的原位物理性质为约束条件合成AVA响应并建立模型，作为BSR处气体水合物浓度和游离气饱和度的函数。经过仔细处理后，结果表明这一方法检测游离气是可能的，并且游离气的低饱和度可以量化。气体水合物对观测到的阻抗差的贡献非常小，特别是在气体水合物浓度小于10％时。这一分析已经应用于哥斯达黎加和沙巴大陆边缘的海洋地震数据。     

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。     

天然气水合物的测井识别和评价

地球物理测井作为传统的资源评价方法，在天然气水合物勘探中是有效评价手段。从国内外对天然气水合物的研究现状出发，简要地总结了天然气水合物的地球物理特征，介绍了利用电阻率测井和声波速度测井识别含天然气水合物储集层的方法和对天然气水合物进行评价，对现有的测井评价模型进行了讨论，指出了对天然气水合物储集层的地球物理测井评价模型还有待于进一步探讨。     

海域天然气水合物的岩石物性研究

海域天然气水合物的岩石物性分析研究是水合物地震识别研究的基础和主要组成部分。分别采用弹性模量模型和修改的威利方程对水舍物沉积层和下伏含游离气层的岩石物性关系进行了讨论,重点研究了沉积层孔隙度、天然气水合物饱和度、含游离气层饱和度与纵、横波速度、泊淞比的关系。研究的结果表明,水合物沉积层的纵、横波速度和泊凇比随水合物饱和度的增加而增加,密度随饱和度的增加而降低。     

2.5维海洋非线性共轭梯度反演应用效果研究

为了研究频率域2.5维非线性共轭梯度反演在海洋天然气水合物探测中的实际应用效果,利用美国Scripps研究所在South Hydrate海域采集的可控源电磁探测数据进行2.5维非线性共轭梯度反演计算,结合其他地球物理方法在同一海区的研究结果,综合分析2.5维反演计算的准确性和有效性。结果表明,非线性共轭梯度反演能够清晰地反映出该区域海底面以下1~2 km地层的电导率结构分布,其局部反演结果与地震反射、地震层序、测井分析结果基本一致,且对小尺寸异常、浅层高阻体分辨力较强,尤其在海洋天然气水合物探测方面具有较大潜力。     

叠前联合反演技术在渤海中深层储层预测中的应用

渤海A油田中深层砂泥纵波阻抗叠置严重,常规叠后反演手段无法有效预测储层,为此提出叠前联合反演技术思路:通过实钻井数据开展储层敏感性分析,采用坐标旋转技术构建储层识别因子并作为目标曲线,以叠前同时反演获得的纵横波阻抗、密度等弹性参数体作为输入,采用多属性神经网络反演获得全区储层识别因子数据体,从而对砂岩储层厚度及空间展布进行准确预测。该技术获得的目标储层预测结果在纵向与已钻井吻合良好,横向展布符合地质沉积规律认识,为后续钻井提供了重要的参考依据,具有广阔的应用前景。     

海底地震仪在天然气水合物勘探中的应用综述

海底地震仪(OBS)直接布设在海底,在地球动力学研究、油气勘探以及地震学研究等众多领域中应用广泛。随着采集技术的提高,海底地震仪也越来越广泛地应用到水合物的勘探中。文中从OBS数据采集、数据处理以及速度反演三个方面对OBS在水合物勘探中的应用现状进行综述,重点在于综述目前的应用现状和OBS使用的难点。数据采集方面主要综述了在OBS水合物勘探中几种常见的观测系统;OBS数据处理方面主要综述OBS数据预处理和OBS数据镜像成像;OBS速度反演方面主要综述常用的反演方法及其优缺点;最后,在以下几个方面对OBS在水合物勘探中的应用进行了展望:(1)优化观测系统的设计;(2)发展更先进的波场分离算法;(3)基于全波形反演以及基于面波的速度反演。     

海洋浅表层天然气水合物资源评价

浅表层天然气水合物具有埋藏浅、厚度大、纯度高等特点。现有的评价方法多针对于具有明显BSR反射特征的中深层天然气水合物,而对浅表层天然气水合物的相关研究鲜有发表。本研究通过对国内外浅表层水合物发育区广泛调研,以浅表层水合物的形成机理为基础,探究水合物资源评价方法的选择;以水合物空间展布规律为参考,明确评价范围界定条件;以综合指示特征为参考,分析评价参数的选取依据。并在此基础上,与中深层天然气水合物进行对比,提出浅表层天然气水合物资源刻度区选取及解剖的初步建议,引出评价中存在的问题,梳理出浅表层天然气水合物的资源评价方法的关键问题。     

径向基函数神经网络在计算天然气水合物饱和度中的应用研究

天然气水合物饱和度的计算通常采用阿尔奇公式、双水模型、Wood 方程等方法,这些方法均基于孔隙度的求取,并需要配合岩心分析来获得公式中的有关参数,存在误差传递导致结果不正确的问题.由于天然气水合物是以固态形式赋存于地层当中,因此研究适用于含天然气水合物储层的评价模型也是解决准确评价天然气水合物储层需考虑的因素.针对沿用油气测井评价方法计算天然气水合物的孔隙度和饱和度中存在的问题,采用径向基函数作为人工神经网络,计算了我国首次采获水合物样品的神狐海域某井天然气水合物的饱和度,以其中一口井的分析数据为样本训练并建立径向基函数神经网络,有效地求出了另一口井的天然气水合物饱和度,其结果与现场孔隙水分析的饱和度基本吻合.避开了天然气水合物饱和度的模型建立及参数求取难题.