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.     

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.     

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.     

哈拉湖地区低频可控震源天然气水合物地球物理响应特征研究

我国陆域天然气水合物主要分布于青藏高原和漠河地区.由于永久冻土层的存在,地震勘探很难获得高品质的资料,给天然气水合物勘探带来了诸多困难.为解决冻土层对地震信号的衰减问题,在哈拉湖地区采用低频可控震源进行地震资料采集试验,通过提高覆盖次数,获得了较高信噪比的地震资料.在高质量地震资料基础上,进行精细速度分析,获得了较准确的叠加速度谱资料;然后以层速度剖面为基础建立正演模型,开展天然气水合物地震正演模拟研究;最后利用叠后偏移地震数据进行地震属性分析.通过正演模拟和地震属性综合研究,总结了天然气水合物的地球物理响应特征,速度突变和空白反射带可作为哈拉湖地区陆域天然气水合物识别的敏感因素.     

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.     

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.     

海底滑坡对天然气水合物和游离气分布及富集的影响

三维地震和随钻测井数据表明在珠江口盆地南部发育了海底滑坡、天然气水合物和游离气,是研究海底滑坡对天然气水合物和游离气分布与富集影响的典型区域.本文基于有效介质模型与阿尔奇方程计算了饱和水层的纵波速度和电阻率,并与实测的纵波速度和电阻率对比,识别了天然气水合物层和多个游离气层.结合三维地震数据的相干、振幅等属性变化,发现海底滑坡不同位置天然气水合物、游离气和断层的空间分布存在差异.由于海底滑坡侵蚀作用导致天然气水合物稳定带底界下移,当相对富砂储层位于新调整的稳定带底界之上,并且局部发育的断层连通了游离气层时,水合物广泛分布;而稳定带底界下方缺乏断层的区域,游离气缺乏向上运移的有利通道,被圈闭在相对较深的地层,水合物并不发育.该研究为进一步探讨水合物和游离气的分布与海底滑坡作用的关系提供了直接证据,并为水合物与游离气合采目标的探寻提供思路.     

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.     

面向海域水合物精细刻画的地震勘探技术——耙缆式地震勘探

随着海域天然气水合物试采取得成功,水合物产业化开发的计划也提上了日程.水合物的开发需要更为精细的储层刻画及评价结果,这就要求更高分辨率的地震数据.水合物储层具有埋藏浅,非均匀,厚度薄等特点,目前的地震勘探技术难以满足水合物精细刻画的需求.在充分考虑现有地震技术优缺点,并考虑施工成本和安全性的基础上,本文提出了一种新型的耙缆式地震勘探技术.该技术通过一条长缆和多条短缆的组合来实现超小面元的地震勘探.通过使用高频(主频100～150 Hz)震源来实现高分辨率地震勘探.实际数据的模拟处理显示了耙缆式地震勘探的有效性.在对比耙缆式技术与其他技术的优缺点的基础上,针对耙缆式勘探与传统三维地震勘探的不同指出了需要发展的一些处理和解释技术.最后,还指出该勘探方式可以推广到海底高分辨率调查的其他领域.基于目前的三维地震勘探条件进行适应性改造能够很好地开展耙缆式地震勘探.     

保幅Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移技术在天然气水合物三维地震资料处理中的应用

天然气水合物的富集往往与断裂、底辟及泥火山等构造有关,这就要求地震成像要精确,而针对水合物的地震处理又要以保真保幅为前提,因此快速高效而又有较高成像质量的的保幅Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移技术被广泛应用于三维水合物资料处理中。与直射线Kirchhoff叠前时间偏移技术相比,弯曲射线Kirchhoff叠前时间偏移同样具有快速高效的特点,同时成像精度在一定程度上可媲美叠前深度偏移。在实际资料的应用中可发现,基于保幅Kirchhoff弯曲射线叠前时间偏移技术处理的地震剖面可精确地刻画气体通道,有利于天然气水合物富集区的识别。     

钻井液侵入海洋含水合物地层的一维数值模拟研究

本文以墨西哥湾水合物区域为背景,利用数值模拟方法研究了过平衡钻井条件下,当钻井液温度高于地层中水合物稳定温度时,水基钻井液侵入海洋含水合物地层的动态过程及其一般性规律.与侵入常规油气地层相比,耦合水合物分解和再形成是钻井液侵入海洋含水合物地层的主要特征.模拟结果表明,钻井液密度、温度和盐度都对侵入过程有影响.在一定条件下,钻井液密度越大,温度和含盐量越高,则钻井液侵入程度越深,热量传递越远,水合物分解程度越大.分解的水气在合适条件下又会重新形成水合物,影响了钻井液进一步侵入.而重新形成的水合物的饱和度甚至可能高于原位水合物饱和度,在井周形成一个"高饱水合物"环带.这一现象归因于钻井液侵入的驱替推挤、水合物分解的吸热以及地层传热的滞后等因素共同作用.在地层物性一定的条件下,高饱水合物环带的出现与否主要受钻井液温度和盐度控制.水合物分解以及高饱水合物环带的出现对井壁稳定和电阻率测井解释有很大影响.因此,为维护井壁稳定、确保测井准确和减少水合物储层伤害,就必须对钻井液密度、温度和滤失量进行严格控制,防止地层中的水合物大量分解.最好采用控制压力钻井(MPD)和深侧向测井方式,同时尽量选用低矿化度的含水合物动力学抑制剂的钻井液体系,采取低温快速循环方式.     

无井波阻抗反演在西沙水合物研究中的应用

为了更好地研究水合物的展布形态和赋存情况,对西沙海域天然气水合物的准三维地震资料进行无井波阻抗反演。详细论证针对水合物无井波阻抗反演的处理方法:根据水合物的地球物理特征对地震资料进行零相位化处理;根据地震资料本身特征,在工区多个构造稳定区提取地震子波,对求取的子波平均化保证子波的稳定性;根据叠加速度,通过网格插值、平滑、滤波、转换求取三维低频阻抗模型。最终得到的反演结果地质现象清楚,能够较准确地反映水合物的空间展布情况,利于后续水合物的综合分析研究。      

南海北部神狐海域天然气水合物钻探区第四纪以来的沉积演化特征

南海北部神狐海域是我国首次获取海洋天然气水合物实物样品的海域.然而,陆坡区深水水道和海底峡谷的侵蚀以及频发的沉积物失稳,将会加剧地层对比和沉积相识别的难度,导致目前该区域典型地震相-沉积相特征、沉积体类型、成因机制和空间匹配关系等方面还缺少精细的研究,特别是第四纪以来的沉积演化涉及较少,区域内水合物形成和分布的沉积地质条件尚不清晰.基于海底地形特征的描述、层序地层格架的对比和地震资料的综合解释,本次研究在第四纪以来的沉积充填序列中识别出5种典型的地震相类型,并分析了对应的沉积体类型:进积型的陆坡、第四纪早期发育的小型浊积水道、沉积物失稳(滑移和滑塌)、海底峡谷和伴生的沉积物变形、以及深海沉积-块体流沉积的复合体.通过沉积单元的空间匹配关系,将沉积演化划分为3个阶段:浊积水道侵蚀-沉积物再沉积阶段、陆坡进积-沉积物失稳阶段、海底峡谷的侵蚀-充填阶段.研究结果表明,受第四纪早期小型浊积水道的侵蚀,再沉积的沉积物将在中-下陆坡以"近源"的方式堆积下来,可能具有相对较好的物性条件,从而可被视为适于水合物赋存的有利沉积体.进积型陆坡带来的沉积物易于发生失稳,在研究区内广泛分布,因其具有较小的沉积物颗粒粒度和较好的垂向连续性,可被认为是水合物的区域盖层.大量发育的海底峡谷及伴生的沉积物变形,将会侵蚀和破坏先前沉积的有利沉积体,使其呈现为"斑状/补丁状"的平面展布特征,进而影响了神狐海域水合物的分布.因此,神狐海域第四纪以来的沉积演化是钻探区水合物不均匀性分布的关键控制因素之一.     

Foldback reflectors near methane hydrate bottom‐simulating reflectors: Indicators of gas distribution from 3D seismic images in the eastern Nankai Trough

Understanding of fluid behavior and gas distribution in the shallow subsurface are important considerations in gas hydrate formation and the global carbon cycle. Estimation of gas distribution based on reflection seismic surveys, however, is difficult because the boundary of a gas‐bearing zone is indistinct and not systematically defined. This study reports distinctive features related to gas‐hydrate distribution and possible fluid migration in high‐resolution 3D seismic‐reflection data from sediments of the eastern Nankai Trough. These features, here termed foldback reflectors (FBRs), descend in accordion shaped reflectors near the edges of bottom‐simulating reflectors (BSRs). FBRs generally correspond to lateral boundaries between two seismic facies, a ‘dimmed’ facies with relatively low amplitude and subdued high‐frequency components beneath the BSR and the contrasting facies around the BSR. The dimmed facies corresponds to areas of anomalously low velocity consistent with a small amount of free gas. FBR is mostly developed in well‐stratified formations in uplifted regions. Dip directions of the FBR appear to be restricted by orientation of the host formations. Edges of the FBR often correspond to high‐amplitude layers. Such occurrences of FBR suggest that regional uplift and layer‐parallel fluid migration are related to the formation of FBR as well as BSR.     

南海北部神狐海域天然气水合物形成聚集的数值模拟研究

利用2D数值方法对南海北部陆坡神狐海域水合物形成聚集过程进行了模拟,对气烟囱、泥底辟与水合物成藏间的关系进行研究.模拟结果表明,来自深部的甲烷热解气在向上运移过程中以垂向运动为主,且局限在某一狭窄的范围内,故在地震剖面上显示为气烟囱及顶部BSR.只有当其越过水合物稳定带底界,才能形成水合物,此时BSR等于水合物稳定带底...     

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。