南海神狐暗沙海区天然气水合物地震识别特征

地震方法是识别海洋天然气水合物的主要手段之一.根据实测的高分辨率多道地震资料,探讨南海北部神狐暗沙海区可能赋存的天然气水合物的地震识别特征,以及该方法在实际工作中的应用.地震反射特征反映神狐暗沙海区存在多处似海底反射(BSR)分布区,总面积约5970 km2.可分为S-BSR、W-BSR和I-BSR三类,以W-BSR为主.此外,地震剖面上还发现弱振幅或振幅空白带、极性反转及低速异常等指示标志.根据BSR及振幅空白带分布状况,估算该区含水合物层的厚度可能为10～264m,具有较好的资源潜力.     

南海北部陆坡天然气水合物地震识别研究

天然气水合物的存在改变沉积地层的声学特征，使得多道地震勘探成为发现天然气水合物的主要手段。地震识别首先通过地震剖面上独特的地震反射特征初步判断，然后经过地震反演获得地层的速度场分布，从而确定天然气水合物的存在及分布。南海北部陆坡是天然气水合物形成并稳定存在的有利区域，其多道地震反射剖面上具有明显的天然气水合物存在标志，包括强振幅的似海底反射（BSR）、振幅空白带、BSR与地层斜交等典型地震反射特征。文章以南海北部陆坡区的多道高分辨率地震数据为基础，探讨了天然气水合物地震识别的地震成像和波阻抗反演这二个方面的关键技术；研究结果不但突出了含天然气水合物地层的地震反射特征，并得到与天然气水合物最相关的地层岩性参数--声波速度；地震反射特征与速度场异常分别为天然气水合物的识别提供了定性和定量的地球物理证据；根据声波速度场的分布，可以推断存在于研究区地层的天然气水合物主要分布在靠近BSR的上覆沉积地层中。     

南海神狐海域天然气水合物储层参数测井评价

南海北部神狐海域经历了复杂的构造演化过程,断裂发育,该区天然气水合物的垂向分布具有明显的不连续性和不均匀性。利用测井资料计算地层孔隙度和水合物储层饱和度等参数,对深入研究储层水合物分布特征、储层优选等具有重要意义。基于电阻率和声波测井等资料,讨论了地层孔隙度的几种计算和修正方法,并在此基础上对南海神狐海域SH2井水合物饱和度做了探讨和定量评价。结果表明:考虑泥质含量和井径变化等因素的影响,要对密度法计算的孔隙度进行适当修正;含泥质修正的电阻率法能较准确地预测水合物饱和度;不同的岩石物理模型影响饱和度的计算结果,四相介质Wood方程和等效介质理论各有优势和不足,将上述2个模型结合得到改进的Wood方程计算的水合物饱和度与通过氯离子浓度异常计算的饱和度值吻合较好。多种评价方法结果相一致可表明水合物的大致分布,由此估计沿SH2井饱和度大于20%的水合物层厚度约为22m,最大含量约为23%。     

南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制

南海北部神狐海域是我国海域天然气水合物(以下简称水合物)研究的热点区域,但该区域水合物储集体类型及特征尚未得到充分的认识。为此,在对不断积累的资料进行分析总结的基础上,基于高分辨率三维地震资料精细解释、岩心沉积物粒度参数描述和粒度C—M模式分析,系统探讨了该海域含水合物层与上覆不含水合物层沉积物的成因机制,分析了含水合物层沉积物粒度参数与水合物饱和度的关系,并初步揭示了深水沉积与水合物藏分布的耦合关系。研究结果表明:①该区水合物赋存在南海北部陆坡峡谷脊部和下游段—嘴部的细粒浊积体中,含水合物细粒浊积体和上覆不含水合物层的沉积物具有不同的粒度参数特征和显著的沉积成因差异;②与峡谷脊部细粒浊积体相比,峡谷下游段—嘴部的细粒浊积体中可能存在着不同成因类型的沉积物夹层,其沉积过程具有复杂性和多期性;③含水合物层的粒度分选系数与水合物饱和度关联性最大,其次为偏度,粒度参数可能通过影响储层物性进而控制水合物饱和度;④气烟囱、断层等流体运移通道和细粒浊积体共同构成水合物的"运聚体系"。结论认为,细粒浊积体和气烟囱构造的空间匹配是神狐海域水合物不均匀性分布的关键控制因素,"水合物运聚体系"控制水合物成藏的模式将有助于进一步理解深水沉积与水合物成藏的关联性。     

南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制

南海北部神狐海域是我国海域天然气水合物（以下简称水合物）研究的热点区域,但该区域水合物储集体类型及特征尚未得到充分的认识。为此,在对不断积累的资料进行分析总结的基础上,基于高分辨率三维地震资料精细解释、岩心沉积物粒度参数描述和粒度C—M模式分析,系统探讨了该海域含水合物层与上覆不含水合物层沉积物的成因机制,分析了含水合物层沉积物粒度参数与水合物饱和度的关系,并初步揭示了深水沉积与水合物藏分布的耦合关系。研究结果表明：①该区水合物赋存在南海北部陆坡峡谷脊部和下游段—嘴部的细粒浊积体中,含水合物细粒浊积体和上覆不含水合物层的沉积物具有不同的粒度参数特征和显著的沉积成因差异;②与峡谷脊部细粒浊积体相比,峡谷下游段—嘴部的细粒浊积体中可能存在着不同成因类型的沉积物夹层,其沉积过程具有复杂性和多期性;③含水合物层的粒度分选系数与水合物饱和度关联性最大,其次为偏度,粒度参数可能通过影响储层物性进而控制水合物饱和度;④气烟囱、断层等流体运移通道和细粒浊积体共同构成水合物的“运聚体系”。结论认为,细粒浊积体和气烟囱构造的空间匹配是神狐海域水合物不均匀性分布的关键控制因素,“水合物运聚体系”控制水合物成藏的模式将有助于进一步理解深水沉积与水合物成藏的关联性。     

中国南海北部神狐海域高饱和度天然气水合物成藏特征及机制

基于中国南海北部神狐海域GMGS3钻探区内岩心、测井、二维及三维地震数据综合分析,对黏土质粉砂储集层高饱和度扩散型天然气水合物分布特征、差异聚集机理及其成藏机制进行研究。研究结果表明:高饱和度水合物通常对应着高电阻率、低声波时差,强似海底反射(BSRs),且在BSRs下部可能存在泥底辟及气烟囱等形式的流体渗漏现象;水合物储集层以黏土质粉砂细粒沉积物为主,局部存在具有较高孔渗性的粉砂细粒沉积物;水合物类型以Ⅰ型为主,在Ⅰ型水合物层的底部可能存在Ⅱ型水合物;水合物气源为热解气、微生物气混合成因,来自白云凹陷中心深部的热成因气通过断层和泥底辟及气烟囱向浅层运移并与原位生物气混合,直至运移至水合物温度、压力稳定区域中富集形成高饱和度水合物;流体运移输导系统影响和控制了高饱和度水合物差异聚集成藏。     

东沙海域天然气水合物特征分析及饱和度估算

构造控制天然气水合物的赋存,在底辟构造、海底滑坡、活动断层和挤压脊等特殊地质体发育区是天然气水合物成藏的有利区域。不同地质体附近含水合物地层反射振幅强度和连续性各不相同,仅从地震剖面上难以进行准确识别。声波阻抗可以提供丰富的岩性信息。在东沙海域,以大洋钻探1148井的测井资料和叠加速度作为约束条件,采用约束稀疏脉冲反演方法,基于地震资料进行了波阻抗反演,获得了声波阻抗剖面,在声波阻抗剖面上水合物层表现为高声波阻抗异常,水合物层之下出现低声波阻抗异常。通过最小二乘法建立了1148井的声波阻抗与饱和水孔隙度之间的拟合关系式,计算出饱和水地层的孔隙度为40%~50%。基于阿尔奇方程,通过反演的声波阻抗计算了0101地震测线水域的水合物饱和度,其占孔隙空间的比例为10%~20%,含水合物地层呈横向部分连续分布特征。     

天然气水合物储层吸收衰减机制及岩石物理理论研究进展

似海底反射(BSR)特征作为天然气水合物存在的重要标志，虽能指示水合物的底部位置，却难以用于水合物含量的定量解释。近年来天然气水合物勘探技术的迅速发展，使人们认识到BSR上方存在的地震振幅“空白”带与地震波吸收衰减直接相关，故可将其作为天然气水合物分布及量化的一项指标。本文首先回顾了世界不同水合物探区(加拿大Mallik冻土带、日本南海海槽、阿拉伯海Makran增生楔、墨西哥湾、中国南海神狐海域)以及人工含水合物岩样的地震波吸收衰减特征，发现对于不同的水合物样品、使用不同的资料，地震波表现出不同的衰减特征。进而总结了水合物储层可能存在的衰减机制及相关岩石物理理论，主要包括：全局流动衰减(Leclaire模型)、喷射流(改进的Leclaire模型、亚微米水合物颗粒喷射的HEG模型或微米流体喷射的HBES模型)、骨架摩擦衰减(改进的Leclaire模型)等。目前存在的主要问题在于，虽然多个地区的水合物地层呈现较明显的吸收衰减特征，但由于不同地区水合物生成条件和地质环境存在差异，水合物在沉积物中的赋存状态不同，导致吸收衰减随水合物饱和度的变化关系尚不明确。另外，目前的实际观测资料和岩石物理实验测试的频带范围有限，难以全面地体现衰减随频率变化的特征。因此，需要进一步地开展岩石物理实验研究，并充分结合实际探区资料和人工岩心的制作及实验测量结果，深入研究水合物储层微观结构对衰减机制的附加作用，明确水合物储层地震波衰减的原因，以此为基础研发水合物饱和度的定量地震解释方法。     

南海北部陆坡神狐海域水合物储层分层建模方法与有利区带预测

南海北部陆坡神狐海域是我国水合物首次试采区,其峡谷区沉积作用复杂,影响因素较多,水合物区储层建模难度大。针对神狐海域水合物富集层段粤海组和万山组沉积过程的差异,划分出5个层序界面,提出不同层序采用不同方法进行表征的建模策略:针对峡谷边界清晰的层序Ⅰ、Ⅱ,采用基于对象模拟;针对明显侧向迁移峡谷边界的层序Ⅲ、Ⅳ,采用截断高斯模拟;针对峡谷边界不明显、底流侵蚀严重的层序Ⅴ、Ⅵ,采用序贯高斯模拟。利用该建模策略,基于构造模型,采用确定性建模与随机建模相结合建立了沉积物性模型,并将地震信息与沉积认识相融合建立了三维属性模型,在此基础上刻画了神狐水合物试采区有利储层分布范围。     

南海北部神狐海域W19井天然气水合物储层类型与特征

针对南海北部神狐海域天然气水合物储层物性研究不系统,储层评价标准不明确等问题,运用岩心观察、激光粒度测试、扫描电镜和XRD测试等方法,剖析了神狐海域W19井天然气水合物储层的岩性、物性特征,并对其天然气水合物储层进行分类和有效评价。研究结果表明：神狐海域W19井处于能量较低且相对稳定的沉积环境,不同储层类型的水合物赋存状态不同;根据W19井天然气水合物岩性、物性及天然气水合物赋存状态等特征,将神狐海域水合物储层分为有孔虫控制型、石英控制型及黏土控制型。该研究可为海洋天然气水合物储层的勘探提供地质依据及理论指导。     

海洋天然气水合物地震探测技术进展——从单纵波到多波

海洋天然气水合物是21世纪重要的潜在新能源。针对海洋天然气水合物地震探测技术,从水合物储层的地震识别特征、岩石物理模型以及多波地震技术应用3个方面,分析了在针对不同类型水合物储层时现有岩石物理模型的诸多不适应性;介绍了单纯利用海洋高分辨率纵波技术识别水合物储层、预测水合物饱和度的效果及其局限性;从纵波似海底反射(BSR)及地震空白带(SBZ)识别标志与水合物储层指示关系的非唯一性角度阐明了联合使用纵波和横波进行水合物储层识别与饱和度估算的优势,指出海洋水合物多波地震技术发展中面临的提高海底地震仪(OBS)数据处理与成像精度、建立兼顾温压条件的岩石物理模型等亟需解决的问题;最后提出了基于水合物储层薄(互)层模型的弹性波响应研究、利用地震技术动态监测水合物储层空间分布及饱和度变化等未来的主要研究方向,以推动水合物勘探开发的地震技术发展。     

川西坳陷中、浅层气藏储层识别技术

川西坳陷陆相沉积领域浅、中层(深度大约在500-3000 m)天然气藏属近常规到致密砂岩远源气藏。这些气藏主要分布在侏罗系─白垩系的地层中,并形成了如新场气田、洛带气田、新都气田、马井气田等大、中型气田。川西坳陷的中、浅层气藏具有储层发育良好、输导条件较好、储层展布与构造配置关系好及封盖保存条件良好等特点。储层沉积微相以三角洲前缘毯状砂体、三角洲前缘分流河道砂体、河口坝砂体和湖底扇砂体等为主,储层地球物理特性通常表现为低波阻抗特征,与围岩具有良好的波阻抗差异。川西坳陷地震地质条件较差,地表覆盖有几米至200多米厚的卵石和沙土,高频吸收严重,原始地震记录干扰波(面波、声波及折射波)发育,信噪比较低。因此,川西坳陷中、浅层气藏储层识别成功的关键技术是卵石覆盖区高精度的三维地震采集、保持含气地震响应特征的三维地震资料处理、正演模拟指导下的储层地震属性提取及分析和储层空间展布刻划及多学科协同的综合评价等。川西中、浅层气藏的勘探开发实践表明,地震勘探技术在气藏分布范围确定、空间几何形态描述、储层物性参数反演、沉积相和储层非均质性研究以及高产富集带预测、含气性识别等方面发挥了十分关键的作用。     

储层速度和密度与孔隙度、泥质含量以及含水饱和度的关系

油气储层速度和密度与储层参数的关系对地震资料解释以及储层参数预测等具有重要的意义。利用WX地区实际测井解释数据，就声波时差、密度与孔隙度、泥质含量以及含水饱和度之间的相互关系进行了多元线性回归分析。结果表明，用密度参数可以获得较为理想的线性回归方程，而用声波时差参数难以获得合理的回归方程。这说明密度与各储层参数之间具有较好的线性关系，而声波时差或速度与储层参数之间的相互关系要复杂得多。     

利用地球物理综合预测方法识别页岩气储层甜点——以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组为例

四川盆地长宁区块是中国最早进行页岩气勘探开发的地区,但以往地震工作量投入相对较少,尚未精细刻画出页岩气商业开采的"甜点区"。为此,基于测井及三维地震解释成果等资料,通过地震岩石物理分析和建模,确定页岩气储层甜点地球物理响应特征,并以此为依据,应用全道集叠前反演技术预测了总有机碳含量(TOC)、优质储层厚度、地层脆性及地层压力等关键评价参数的平面分布情况;应用模糊优化综合评价方法确定了甜点的空间展布。研究结果表明:(1)该区页岩气储层甜点具有明显的低密度、低纵波速度、低泊松比、低纵横波速度比特征,且TOC越高,上述特征越明显;(2)优质页岩储层(Ⅰ、Ⅱ类区)在纵向上主要分布于下志留统龙马溪组底界上部约30 m范围内,平面上主要分布于三维地震区块的中部,建议优先开发;(3)Ⅲ类储层区各项关键评价指标均较低,建议选择性开发。     

南海神狐海域天然气水合物成藏系统初探

天然气水合物成藏系统是一个非常复杂的系统，过去的有关研究不多。为此，根据天然气水合物成藏基本条件、浅表层沉积物孔隙水地球化学特征及其所反映的气源和天然气水合物分布特征，结合刚刚结束的南海北部天然气水合物首次实钻采样成果，初步探讨了我国南海北部陆坡神狐海域天然气水合物成藏系统。结果认为：研究区温度、压力和气体组分有利于天然气水合物形成；天然气水合物在空间尺度上不均匀分布，纵向上主要分布于天然气水合物稳定带底界以上一定深度范围内；形成天然气水合物的甲烷气体很可能来源于原地微生物成因甲烷；扩散型原地生物成因甲烷产生低甲烷通量，形成了具有明显不同的分布和饱和度特征的分散型天然气水合物系统。     

基于热弹性理论的天然气水合物和游离气饱和度估算

目前大多通过双相介质理论的纵波速度来估计水合物和游离气的饱和度.含水合物的地层具有低导热和高纵波速度等特性,以热弹性理论为基础,建立天然气水合物和游离气饱和度与纵波速度之间的关系,就可以估算出天然气水合物和游离气的饱和度.首先给出了热弹性理论估算水合物和游离气饱和度的方法;然后利用ODP164航次实际地震资料估算了布莱克海台地区的水合物和游离气的饱和度.纵波速度通过约束宽带反演方法得到,天然气水合物和游离气饱和度的估算采用迭代正演模拟法.同时,对影响饱和度的因素进行了分析,认为地层孔隙度是影响水合物和游离气饱和度的关键因素.对水合物而言,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏高;反之,饱和度偏低.对游离气来说,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏低;反之则偏高.     

差异层速度分析在台格庙地区的应用

已有的资料显示，台格庙地区上古生界地层具有较好储气潜力，根据差异层速度分析（DIVA）对含气地层较为敏感的特点，对区内储层作了预测。先利用地质和测井资料确定出用于DIVA分析的背景层速度，然后利用逆Dix公式预测出底界面地层均方根速度，再沿每一条地震测线方向和整个工区平面，作实际地层底界面均方根速度与预测底界面均方根速度的差值，进而在工区内预测岩性和储集体的横向展布范围。     

高温高压储层的精细地震属性预测技术——以莺歌海盆地为例

在莺歌海盆地,随着勘探走向中深层和高温高压领域,利用地震资料进行常规的亮点、AVO、叠前反演等对储层预测、含气性检测出现了精度大幅降低或失灵的情况。为了研究高温高压地层的地震响应特征,有效地解决盆地内高温高压储层的预测和含气性检测问题,通过多砂体精细属性分析,总结了影响本区地震响应的６大主要因素,分别是浅层气及泥底辟、泥岩盖层、砂体耦合、储层厚度、储层物性和储层的含气饱和度。研究中采用了岩石物理分析、地震正演、精细建模的叠前叠后反演等技术,并在此基础上开展了对各种地震信息的分析,然后将各种影响因素一一剥离,以达到去伪存真的目的,最后得到不同条件下地震属性异常所代表的储层厚度、物性及含气性等数据,实现了地震信息与气藏信息的有效对应,达到了预测储层及其含气性的目的。实钻结果表明,利用地震信息剥离技术开展的中深层高温、高压储层预测和含气性检测的精度较高,取得了良好的勘探效果。     

复杂孔隙结构储层地震岩石物理分析及应用

致密砂岩、碳酸盐岩气藏等多以低孔低渗储层为主,孔隙成因和类型复杂多样,孔隙度及渗透率对地震弹性模量和速度产生重要影响,为含气性预测带来很大困难。针对低孔低渗复杂孔隙介质,借助孔隙结构表征及地震岩石物理分析,评价孔隙结构的复杂性及孔隙流体分布的非均匀性对地震波速度的影响,揭示低孔低渗储层中地震波速度随物性、含流体性的变化规律。修正White模型描述低孔低渗储层地震频段纵波速度随含气饱和度的变化规律,建立低孔低渗储层含气饱和度定量预测模板,推动地震定量解释技术研发。研究成果在四川盆地须家河组致密砂岩气层含气饱和度地震定量预测应用中取得了良好效果。