海洋天然气水合物地震识别方法研究进展

21世纪以来,地震勘探技术、岩石物理学理论和水合物研究的迅速发展使得水合物地震识别方法研究逐步深入,取得了前所未有的新进展.本文回顾了海洋水合物地震识别方法的研究历程,总结了水合物地震识别技术现状,认为纵、横波资料联合应用的弹性参数反演、基于黏弹介质的地震波吸收特征研究是海洋水合物地震识别技术的近期发展方向;水合物对岩石微观结构改变的作用机理及其最佳岩石物理模型和地震响应或属性特征研究是海洋水合物地震识别技术的未来宏观发展方向.     

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.     

南中国海神狐海域天然气水合物 地震识别及分布特征

南中国海北部陆坡神狐海域是天然气水合物发育的有利地区,钻井取芯表明此区域的天然气水合物以细颗粒状分布于水合物稳定带内.以三维地震数据为基础,讨论海洋天然气水合物调查的高分辨率地震成像关键技术,综合利用不同的地球物理方法(阻抗反演、属性聚类分析及神经网络方法等),以钻井结果为约束分析不同方法对天然气水合物识别的适用性,确定利用属性聚类方法来获得神狐海域天然气水合物与游离气的三维空间展布特征.将钻井取芯结果与地质条件相结合,综合多方面地球物理信息,分析产生这一分布特征的地质原因,指出断层与裂缝是南海北部陆坡神狐海域水合物、游离气的分布模式及天然气水合物形成的主要地质控制因素.     

南海含天然气水合物地层地震反射特征及可能分布研究

天然气水合物是当前能源与环境领域的研究热点之一,南中国海是天然气水合物赋存的有利区域。天然气水合物的存在改变了沉积地层的声学特征,这一性质使多道地震勘探成为发现海洋天然气水合物的主要手段。本文首先根据地震成像结果定性分析南海可能含天然气水合物沉积地层的地震反射特征,初步确定天然气水合物存在的可能性并指出地震成像关键技术。在无井条件下,构建虚拟井进行波阻抗反演得到定量的地层速度参数进一步证实这一可能性,最后将反演获得的速度场与ODP184 航次在此区域获得的地球物理、地球化学信息综合分析,可以确定此区域天然气水合物的存在及其空间展布。     

厄瓜多尔地震灾害及其应急救援

介绍了2016年4月17日厄瓜多尔发生的M_S7.5地震灾害、受灾国政府应急响应及国际救援情况。总结了厄瓜多尔地震灾害和应急救援的经验与教训。     

尼日尔三角洲天然气水合物体系地震特征研究

天然气水合物体系一般由地震上的似海底反射层BSR和下伏强振幅带（解释为游离气FGZs）所指示,但并非所有BSR及下伏强振幅带都与水合物和游离气有关.本文通过提取多种属性剖面,优选出视极性属性来辅助判断与水合物有关的BSR和下伏FGZs.一般来说,BSR和FGZs的顶部反射层表现为负视极性、高振幅的强反射特征.研究发现,尼日尔三角洲南部的水合物主要分布在与重力作用有关的生长断层及伴生的滚动背斜地区,广泛发育的断层、气烟囱、不整合面,以及砂岩层都可作为流体运移通道.除为水合物体系提供气源,这些流体运移通道还在水合物分解或FGZs超压时发挥作用,使游离气沿通道在FGZs和含水合物地层间循环,部分游离气可运移至海底进入海水甚至大气中.总之,视极性是判断水合物相关地震指示标志的有效属性,流体运移通道对尼日尔三角洲的水合物成藏具有重要作用.

     

地震属性在天然气水合物识别中的应用

地震属性包含了大量的地质特征,对天然气水合物矿体识别起着重要作用.在对天然气水合物进行识别时,如何选取适用于工区的地震属性和分类方法是解决问题的关键.本文对神狐地区地震数据进行了优化处理,提取了15种地震属性.通过自组织神经网络分析技术对地震属性数据所反映的地质特征进行自动识别和分类,与实际测井数据进行反复对比,获得了工区水合物的识别图和雕刻图.研究结果与已知的钻井区域进行反复对比和综合分析,发现自组织神经网络在水舍物识别研究中起了良好的作用.     

含裂隙储层中的天然气水合物分布:来自地震各向异性测量的启示

不同的天然气水合物分布对储层地震性质的影响存在显著差异,深入认识储层中的水合物分布,对基于地震性质定量评价水合物资源具有重要意义.然而,目前对含裂隙储层中水合物分布的认识仍然严重不足.为此,文章设计并开展了针对性岩石物理实验,测量了含硬币状定向裂隙岩石在水合物生成过程中的各向异性速度,并进一步分析了不同水合物饱和度条件...     

台湾西南海域地震数据处理及天然气水合物地震属性

对台湾西南海域增生楔部位长排列多道地震数据进行地震成像、速度分析、AVO分析、AVO反演处理,获得了天然气水合物多属性地震特征.在偏移剖面上,BSR与海底近似平行,极性与海底相反,穿越沉积层.AVO分析显示,强BSR振幅部位,BSR振幅随偏移距增大而增大.精细速度分析表明强BSR振幅下方存在纵波低速层.对应于强BSR振幅部位,AVO反演的P波、G波为相对高负值区,位于P、G交会图的第三象限,该部位泊松比变化率为负值,横波反射系数接近于零.以上多属性地震特征均预示着该区域可能存在天然气水合物层,且天然气水合物层下方可能存在游离甲烷气层.     

沉积物孔隙空间天然气水合物微观分布观测

在高分辨率工业型X射线层析扫描仪上（X-CT,X-Ray Computerized Tomography）,研制了适用于沉积物中水合物微观赋存状态研究的CT原位探测装置,可通过模拟天然气水合物生成/分解过程,直接观测水合物在沉积孔隙中的微观分布特征.对粒径为0.425~0.85 mm沉积物中水合物形成过程进行了CT观测研究,结果表明,沉积孔隙中水合物呈混合分布模式,但在水合物不同形成阶段,以某种分布模式为主导：在水合物形成初期,仅有极少量水合物悬浮在流体中,水合物主要以接触或胶结模式为主;在水合物形成中期（如饱和度为24.6%、35.0%时）,水合物倾向于在孔隙流体中以悬浮状形态生成;在水合物形成后期（如饱和度为51.4%之后）,悬浮状的水合物慢慢生长聚拢在一起,水合物又重新胶结沉积物颗粒.     

储层预测技术在厄瓜多尔西海岸地区的应用

储层预测技术已成为岩性油气藏勘探中的一项常规技术.厄瓜多尔西海岸地区蕴含着丰富的石油和天然气资源,但整个地区勘探程度相对较低,使用宽带约束地震反演技术进行储层预测是非常必要的.选择瓜亚基尔工区,使用地震纯波数据进行储层预测研究.首先进行测井曲线标准化处理,利用阻抗-伽玛交汇图分析确定储层岩石地球物理特征,然后针对目的层进行稀疏脉冲反演和储层厚度的计算,最后对反演结果和储层平面分布特征进行分析,确定有利勘探目标.预测的砂岩厚度和已钻井实测的砂岩厚度之间的误差很小,吻合较好,从而证明了该技术的有效性.     

天然气水合物赋存形态识别及其饱和度预测

含水合物储层纵横波速度不仅与天然气水合物饱和度有关,还取决于水合物的赋存形态.本文基于考虑水合物微观形态的岩石物理模型预测了水合物海脊1247B和1250F井位的水合物饱和度,并与核磁共振——密度孔隙度评价的饱和度进行比较,以确定水合物在沉积物中的存在形态.而且对比了有效介质模型、改进的Boit-Gassmann模型和简化的三相方程在同一赋存形态下预测的饱和度,以此探究三种模型在含水合物储层定量评价中的适用性.对比预测结果显示,1247B和1250F井位的天然气水合物主要以骨架支撑形态存在.虽然各岩石物理模型在含水合物层段预测趋势一致,但是,相对于简化三相方程预测结果而言,有效介质模型和改进的BiotGassmann模型能更准确预测出海底沉积物中水合物饱和度,并且在同一种模型中纵横波速度联合反演比单纵波预测的水合物饱和度更合理.     

青藏高原冻土带天然气水合物的形成条件与分布预测

冻土带是天然气水合物发育的两个重要地质环境之一.青藏高原平均海拔在4000m以上,多年冻土面积约1.4×106km2.本文根据青藏高原冻土层厚度和地温梯度特征,运用天然气水合物的热力学稳定域预测方法,确定中低纬度高海拔区冻土带天然气水合物的产出特征.青藏高原多年冻土带热成因天然气水合物形成的热力学相平衡反映,水合物顶界埋深约27~560m,底界埋深约77~2070m.初步计算表明,青藏高原冻土带水合物天然气资源约1.2×1011~2.4×1014m3.在冻土层越厚、冻土层及冻土层之下沉积层的地温梯度越小的地区,最有利于天然气水合物的发育.气温的季节性变化对天然气水合物影响不大.在全球气温快速上升的背景下,青藏高原天然气水合物将处于失稳状态,天然气水合物顶界下降、底界上升,与冻土带的退化相似,分布区逐渐缩小,最终将完全消失.     

反射地震层析成像在海洋天然气水合物储层识别中的应用

海底地层速度结构是识别海洋天然气水合物储层的直接依据,本文应用地震反射走时层析成像建立了海底地层速度模型.采用不规则网格对模型进行离散化,使速度单元与反射界面单元完全耦合;利用基于不规则单元波前扩展和走时插值的射线追踪方法,精确确定反射射线路径和反射波走时;在反演中同时使用先验约束、平滑约束、归一化和正则化技术,提高了层析反演的稳定性和结果的可靠性.对南海北部神狐海域SH2井附近的二维地震测线资料,利用多域人机交互法拾取了反射走时,用反射走时层析成像方法获得了SH2井附近含水合物目标区的速度结构.该反演结果与测井声波速度和钻探结果一致,其中的高速带对应水合物储层,表明反射走时层析成像能够有效地得到海洋天然气水合物储层的速度结构,为海洋天然气水合物储层识别提供依据.     

地震活动与石油天然气的分布关系

本文研究了我国一些主要沉积盆地的较强地震与石油天然气在空间上的分布关系,发现在油气储集的地区往往没有地震发生,而在地震发生的地区也往往没有油气储集。根据这一认识,我们可以把蕴藏油气的地区作为识别地壳稳定性的一种标志,无疑对地震危险区划是有意义的。同时,我们又把地震活动地区作为识别非含油气构造的一种标志,无疑对寻找地下油气资源也是有意义的     

天然气水合物矿体三维可视化及其Open Inventor实现

在天然气水合物的勘探开发过程中,三维水合物矿体模型的建立,可以定量地描述水合物储层的几何形态和地震属性参数的三维空间分布,并能进行水合物空间展布趋势的验证和预测.本文将Open Inventor三维图形软件包同Visual C++.NET绑定,作为开发工具,实现地震反演波阻抗数据矿体的三维雕刻动态显示、不同属性条件下的BSR曲面显示以及颜色表插值处理等功能.     

利用测井和地震资料分析木里盆地天然气水合物形成特征

天然气水合物产于海底沉积物和陆上永久冻土带中.祁连山木里盆地位于青藏高原北部,该地区属于永久冻土带,是形成天然气水合物的理想区域.关于冻土带天然气水合物的研究,国外起步较早,并取得了一定的研究成果;而国内研究较晚,大多是借鉴国外的研究方法,虽然也获得了部分成果,终归还是没有形成一套适合国内地质情况的、比较成熟的方法.在满足一定温压条件和其他因素时,构造等地质作用对沉积矿产天然气水合物的形成具有重要影响.本文根据研究区的地质特征和地形地貌等,结合测井资料及三维地震探测所得地震资料,分析木里盆地深部地质结构和构造情况,研究该区天然气水合物存在与构造的关系.木里盆地天然气水合物或解析气主要贮存在泥岩裂隙及砂岩层中,且在其出现的层段,密度、速度(相对围岩)等地球物理属性出现了降低.利用三维地震剖面进行的构造分析表明,该地区断裂发育且以逆断层为主.该区构造控制着水合物的形成和贮存,构造和水合物形成之间存在着必然联系,水合物异常区都位于构造较为发育的地方.     

基于高密度速度分析的天然气水合物地震资料各向异性参数分析

在天然气水合物地震资料处理中,经过基于双曲线的高密度速度分析后,远炮检距数据仍然存在较大的剩余动校正量,分析认为:火成岩各向异性和垂向速度变化引起非双曲线时差,利用近炮检距地震数据得到均方根动校正速度,同时采用扫描法和旅行时法分别得到可以相互验证的各向异性参数,用提取的各向异性参数进行各向异性速度分析,剩余动校正得到消除,成像效果有显著改善。     

天然气水合物开采方法研究进展

天然气水合物(简称水合物)是天然气(主要成分甲烷)和水在高压和低温条件下形成的类冰固体化合物.我国在南海北部陆坡和祁连山冻土带的钻探取样结果证实了其潜在储量,国家将水合物开采研究归入战略发展规划.本文首先简要介绍国际水合物地层成藏和分类的研究现状、现有水合物开采方法与原理;然后重点总结Messoyakha,Mallik和Alaska现场分别采用降压、注热与降压联合和CO_2置换与降压联合的试验性开采的研究进展以及试验性开采过程中物理、化学监测手段的应用情况;最后结合我国水合物地层特点提出类似采矿的机械—热开采水合物方法,重点介绍了其中的工艺流程和基本科学原理,为实现我国水合物高效、安全、经济的开采方案的制定提供参考.