高富集度天然气水合物储层地球物理特征研究

【摘要】：高富集度天然气水合物是现代技术条件允许下优先选择的待开采目标。本文选择印度大陆边缘Krishna-Godavari(KG)盆地细粒沉积物中裂隙充填型水合物和墨西哥湾GC955地区砂岩储层孔隙充填型水合物作为高富集度水合物藏的典型代表,利用多道地震、OBS、测井资料,结合区域地质背景和钻井资料,研究了两种水合物藏的储层特征,探讨水合物富集的规律及控制因素。印度KG盆地在NGHP01-10站位钻探到了细粒沉积物中高富集度的水合物,厚度达135米。测井资料显示水合物充填在高角度裂隙中,裂隙的排列有定向性,导致储层呈现各向异性。基于层状介质模型,利用纵波和横波速度计算的10站位水合物平均饱和度为24%(海底以下65-145米之间),局部高达30%。在高分辨率二维地震剖面上识别出指示水合物的似海底反射(BSR),BSR振幅较弱、连续性差,计算的BSR反射系数绝对值一般小于0.1,只在断层穿过的地方较大。综合地震波阻抗反演、岩石物理模拟和甲烷溶解度分析认为,BSR的振幅特征主要由BSR之下的游离气层控制的,受到断层作用游离气层呈不连续分布,厚度不大。墨西哥湾GC955地区钻遇了砂岩储层中的水合物,其中H井中砂岩水合物储层厚度近30米。由测井资料计算得到的砂层水合物平均饱和度为65%。Q井钻到了水合物层与游离气层的分界面。利用过H井和Q井的高分辨率多道地震和OBS数据,结合走时反演和深度偏移,获得速度模型和深度偏移剖面。进一步利用OBS数据进行全波形反演获得高精度速度模型。深度剖面上的强反射轴解释为深水的水道-堤岸沉积体,高饱和度水合物富集于砂体之中。从速度扰动模型上,解释了水合物和游离气层的空间分布,结合水合物与游离气的接触关系解释了水合物稳定带的底。利用波形测井数据,计算了GC955H井中的声波衰减特性,水合物增大了砂岩储层的衰减因子。 【关键词】：高富集度 天然气水合物 各向异性 深度偏移 全波形反演
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13;P631
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-26
• §1.1 选题目的及意义12-17
• 1.1.1 选题目的12-15
• 1.1.2 选题意义15-17
• §1.2 研究进展17-22
• 1.2.1 与天然气水合物有关的地震剖面特征—似海底反射（BSR）17-20
• 1.2.2 天然气水合物储层的速度结构研究20-21
• 1.2.3 天然气水合物储层的声波/地震波衰减特性研究21
• 1.2.4 天然气水合物储层的岩石物理模型研究21-22
• §1.3 研究内容、技术路线与主要认识22-26
• 1.3.1 研究内容22-23
• 1.3.2 技术路线23-24
• 1.3.3 主要认识24-26
• 第二章 印度KG盆地细粒沉积物中裂隙充填型天然气水合物的BSR特征研究26-50
• §2.1 引言26-30
• §2.2 研究区地质背景与数据30-34
• 2.2.1 地质背景30-33
• 2.2.2 数据33-34
• §2.3 研究结果34-46
• 2.3.1 地震剖面上的BSR特征34-38
• 2.3.2 游离气层的识别38-43
• 2.3.3 BSR振幅的地球物理解释43-46
• §2.4 讨论46-48
• 2.4.1 BSR振幅弱的可能原因46-47
• 2.4.2 BSR之下薄的气层47
• 2.4.3 游离气的不完全饱和47-48
• 2.4.4 断层控制的BSR横向变化48
• §2.5 本章小结48-50
• 第三章 裂隙充填型天然气水合物的各向异性分析及饱和度估算50-66
• §3.1 引言50-51
• §3.2 理论模型51-58
• 3.2.1 层状介质的速度模型51-55
• 3.2.2 模型分析55-57
• 3.2.3 有效介质模型 （EMT）57-58
• §3.3 裂隙充填型水合物饱和度估算58-64
• 3.3.1 含水合物层的特征分析58-60
• 3.3.2 水合物饱和度估算60-64
• §3.4 本章小结64-66
• 第四章 墨西哥湾GC955地区水合物储层的速度结构：走时反演66-82
• §4.0 引言66-68
• §4.1 研究区域68-69
• §4.2 数据69-71
• 4.2.1 多道地震数据和处理69
• 4.2.2 OBS数据和预处理69-71
• §4.3 方法和流程71-72
• §4.4 应用72-78
• 4.4.1 OBS重定位和初始速度模型72-73
• 4.4.2 拾取到时73-74
• 4.4.3 建模和成像74-78
• §4.5 结果78-80
• §4.6 本章小结80-82
• 第五章 墨西哥湾GC955地区水合物储层的速度结构：全波形反演82-98
• §5.1 引言82-83
• §5.2 方法83-84
• §5.3 应用和结果84-87
• 5.3.1 OBS数据预处理84
• 5.3.2 震源和速度模型反演84-87
• §5.4 速度模型的评估87-88
• §5.5 反演问题讨论88-93
• §5.6 地质解释93-96
• §5.7 本章小结96-98
• 第六章 墨西哥湾GC955地区水合物储层的衰减特性研究98-110
• §6.1 引言98-99
• §6.2 测井曲线99-102
• §6.3 方法102-106
• §6.4 计算结果与分析106-108
• §6.5 本章小结108-110
• 第七章 结论及展望110-113
• §7.1 结论110-111
• §7.2 下一步工作计划111-113
• 参考文献113-134
• 个人简历、在学期间发表的学术论文134-135

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