琼东南盆地天然气水合物成矿远景

琼东南盆地最新的水合物调查研究发现了大量疑似BSR（bottom simulating reflector）特征的地震反射界面,但BSR特征并不典型。为了解决在BSR特征不甚明显的地区进行天然气水合物识别和成矿远景研究的问题,本文首先通过对调查所取得的第一手资料的综合分析,指出了琼东南盆地海域天然气水合物地球物理标识——BSR识别的局限性;然后从天然气水合物成藏所必须具备的气源、运移通道、有利沉积条件等几个方面出发,探讨了琼东南盆地天然气水合物成藏必须具备的气源、气体运通道和储层等特征,对琼东南盆地天然气水合物地球物理识别标志——BSR判识提供了良好佐证。综合分析认为：琼东南盆地海域的中央坳陷带内发育了大量气烟囱的位置及其附近海底浅层应是天然气水合物发育的重点目标区。     

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.     

琼东南盆地南部隆起带天然气水合物赋存特征分析

天然气水合物是21世纪最具潜力的接替煤炭、石油和天然气的新型洁净能源之一。我国南海蕴藏着丰富的水合物资源,目前已在南海北部陆坡神狐、东沙、海马区发现丰富的水合物资源。本文分析了琼东南盆地南部隆起带天然气水合物赋存的地质条件,开展了地球物理资料的分析与海底反射(BSR)识别,计算了水合物热动力学稳定带厚度。研究表明,琼东南盆地南部隆起带具备水合物赋存的地质条件,渗漏构造发育,游离气丰富,BSR表现为强振幅、不连续等特征,水合物稳定带厚度大,具有较大的天然气水合物资源潜力。     

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。     

改进的子波反褶积在天然气水合物地震资料处理中的应用

天然气水合物地震勘探的实际工作,需要在三维空间对天然气水合物矿体进行精细刻画,为此必须获得高分辨率的地震资料,而反褶积处理是提高地震资料分辨率的主要手段之一。本研究设计的改进子波反褶积算法,对地震记录的对数功率谱进行滤波,不但可有效识别BSR,同时可克服反射系数非白噪声的影响;采用谱间的互相关平均代替算术平均,可有效提高地震资料的分辨率;在提取子波的过程中,采用希尔伯特变换算法,提取子波简单、方便。通过对南海北部海域HS621测线的地震数据进行处理,证明该算法不但能稳定、清晰地追踪BSR,并且能有效地提高地震数据分辨率,满足天然气水合物地震资料精细处理的要求。     

南海北部陆坡聚集流体活动系统及其对天然气水合物成藏的指示意义

利用台西南盆地三维高精度地震资料,对南海北部陆坡聚集流体活动系统进行了分析和研究。在研究区识别出了断层、气烟囱、泥火山、泥底辟等聚集流体活动系统。研究区聚集流体活动系统主要特征包括：①断层与气烟囱相伴生;②气烟囱发育的区域与似海底反射（BSR）分布区域基本吻合,在气烟囱上方可以识别出一定长度的BSR;③泥底辟/泥火山导致周围和上覆地层形成了大量小尺度断层和微裂隙,中、深部流体可沿破裂带向上运移至天然气水合物稳定带内形成天然气水合物。因此,研究区聚集流体活动系统为天然气水合物发育成藏提供了流体来源,有利于天然气水合物的聚集,对于揭示天然气水合物的富集规律意义重大,能够为其他区域天然气水合物勘探提供借鉴。     

叠前同时反演技术在珠江口盆地西部海域天然气水合物储层预测中的应用

珠江口盆地西部海域发育弱BSR或无BSR的天然气水合物储层,常规叠后反演所获得的参数单一,难以精确预测其天然气水合物分布特征。本文在地震道集优化处理、精细速度分析、岩石物理分析及低频模型精确建立的基础上,针对性地采用叠前同时反演技术,对珠江口盆地西部海域天然气水合物储层进行预测,并利用岩相流体概率分析技术对其进行综合识别,实现了对天然气水合物储层地精细刻画。反演预测结果表明,研究区天然气水合物较为发育,预测结果与钻探结果吻合程度较高,应用效果良好。     

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。     

琼东南盆地天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征

继我国在神狐海域两次天然气水合物试采成功之后,近几年来在琼东南盆地的勘探证实了天然气水合物的存在,而且钻探表明其与浅层气具有复杂的共生关系.为揭示琼东南盆地深水区天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征,结合岩心、测井及三维地震数据,阐明了天然气水合物与浅层气的空间分布特征,研究结果表明,天然气水合物主要赋存在海底以下200 m范围内的沙质沉积物中,且其形成过程与浅层气的垂向运移有关.对天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征的深入分析表明,深部热成因气和浅部生物成因气是其重要的气体来源,第四系未固结沙层是良好的储层,且天然气水合物和浅层气共生体系的分布主要受深部气烟囱和断层的控制.浅层气藏为天然气水合物提供稳定的气源条件;第四系块体流沉积与含天然气水合物地层能有效地封堵浅层气的纵向运移,进一步促进浅层气的成藏.因此,天然气水合物的形成与浅层气的发育具有正反馈的相互作用关系,有利于形成更大规模的天然气水合物矿体和浅层气藏,具有良好的商业开发潜力.      

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.     

天然气水合物地震似海底反射现象AVO正演模型研究

似海底反射(BSR)现象是用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悬浮、颗粒接触和胶结3种微观模式,进行了似海底反射现象正演模型的研究,考查了BSR现象产生的地震地质原因和运用AVO判断游离气的适用性。研究结果表明:在地震合成记录的帮助下,结合AVO变化曲线,可以认为BSR的成因有两种情况。实际工作中需要运用多种信息的综合分析而不是一种简单固定的模式来解释BSR的复杂成因。水合物沉积的3种微观模式都存在水合物的临界饱和度,当介质中水合物饱和度小于临界饱和度时,可以通过AVO曲线的变化形态来判断水合物沉积层下伏介质中是否含有游离气;而大于临界饱和度时,AVO技术则难以适用。AVO曲线形态、BSR现象与游离气三者之间存在复杂的关系,同样需要通过多种信息的综合分析来解释。     

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。     

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”.     

木里地区天然气水合物地震属性分析

陆域冻土区天然气水合物地震勘探是应用地震方法进行能源勘探的新领域.为研究陆域天然气水合物的地震属性,开展了高精度反射地震、合成地震记录分析等方法技术研究,并对地震记录进行了有关地震属性分析.试验研究结果表明:含天然气水合物地层形成的地震反射波组具有主频较高、振幅较弱的特征,合成地震记录及实测地震剖面对应较好;在制作的流体模型中,储层顶界面反射波振幅随入射角的变化曲线斜率为正,底界面曲线斜率为负,固结骨架模型的曲线特征则刚好相反.在瞬时振幅、瞬时频率剖面上,含水合物地层反射波的振幅和频率属性与地震剖面一致,在瞬时相位剖面上,含水合物地层反射波的相位没有明显变化,表明瞬时相位属性对水合物反映不敏感;高值区的能量半衰时对应的反射波频率相对较高,表明反射波通过破碎程度较高的含水合物地层时,能量衰减相对较强.该研究结果将为我国陆域开展天然气水合物地震勘探提供技术支持.     

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。