南海北部陆坡天然气水合物储层特征研究

【摘要】：本文对南海北部天然气水合物的成矿条件进行了研究,结果表明水合物存在于滨海-浅海-半深海-深海的沉积环境中,其中等深流、三角洲、浊积扇、滑塌沉积、底辟等沉积体系有利于水合物形成,尤其是沉积速率高、构造复杂、流体活跃、含砂率适中(35%～50%)、细粉沙粘土或细粒沉积物中,更有利于水合物成藏。南海北部的台西南盆地、东沙群岛海域、西沙海槽、琼东南盆地是天然气水合物远景区,其中台西南盆地为最有利区。 含水合物沉积层具有高P-波速度、高弹性阻抗、高P-阻抗、高S-阻抗、高λρ、略微低泊松比,而含游离气沉积层具有低P-波速度、低弹性阻抗、低P-阻抗、正常的S-阻抗、低λρ和低泊松比等。研究沉积层弹性性质,对水合物研究具有重要意义。从测井和地球化学研究看,含水合物沉积层具有高电阻率异常、低氯离子浓度异常、高氧同位素异常等。针对南海北部台西南盆地和东沙海域的三条测线进行了约束稀疏脉冲反演,从声波阻抗剖面看,台西南盆地较东沙海域更利于形成水合物。台西南盆地地区构造复杂、断层发育、存在底辟构造,为深层流体(水和气体)和热聚集提供良好的通道;而从东沙群岛西部的珠江口盆地的沉积环境相对比较稳定,位于隆起和坳陷分界处规模较大的活动断层相对比较少,缺乏气体运移通道。 分别基于迭代正演模拟反演法和阿奇方程从声波阻抗估算无井和有井地区饱和度,该方法给出了从地震反演的声波阻抗估算天然气水合物和游离气饱和度。从南海北部水合物和游离气饱和度估算结果看,台西南盆地水合物饱和度呈片状和块状分布,横向分布不连续,水合物饱和度占孔隙空间的10-30%,最高值达50%;深部含有少量游离气,呈不连续的层状分布,饱和度占孔隙空间的2-3%,局部层位饱和度比较高,达到6-7%且BSR比较清晰。东沙群岛BSR相对较弱;水合物呈层状分布,横向变化不大,饱和度占孔隙空间的10-20%,局部较高。 【关键词】：天然气水合物和游离气 饱和度 声波阻抗 成矿条件 南海
【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】：2006
【分类号】：P744.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 参数说明5-10
• 第一章 引言10-18
• 1.1 选题意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 实验室研究12
• 1.2.2 BSR 和饱和度12-14
• 1.2.3 南海水合物研究14-15
• 1.2.4 东海陆坡水合物研究15-16
• 1.3 研究内容16-17
• 1.4 发表文章17-18
• 第二章 天然气水合物成矿地质条件研究18-31
• 2.1 区域地质构造背景18-21
• 2.1.1 构造背景18-19
• 2.1.2 构造格局和沉积史19-21
• 2.2 天然气水合物地质条件研究21-26
• 2.2.1 构造条件21-24
• 2.2.2 沉积条件24-25
• 2.2.3 气源条件25-26
• 2.3 南海北部水合物成矿远景区研究26-31
• 2.3.1 台西南远景区26-27
• 2.3.2 东沙远景区27-30
• 2.3.3 西沙海槽远景区30-31
• 第三章 天然气水合物属性研究31-50
• 3.1 岩石物理模型31-36
• 3.1.1 不含天然气水合物沉积层特性32-34
• 3.1.2 天然气水合物沉积层特性34-36
• 3.2 不同模型速度和泊松比研究36-41
• 3.2.1 孔隙介质中速度模型36-38
• 3.2.2 沉积层的矿物组分及物性参数的计算38-41
• 3.3 AVA 特征41-45
• 3.3.1 线性Zoeppritz 方程42
• 3.3.2 不同水合物模型的AVA 曲线42-45
• 3.4 不同速度模型衰减研究45-50
• 3.4.1 衰减模型46
• 3.4.2 模型分析46-50
• 第四章 含天然气水合物沉积层反演研究50-77
• 4.1 高精度反演方法研究50-56
• 4.1.1 反演的内涵50-51
• 4.1.2 反演的分类51-56
• 4.2 弹性反演研究56-58
• 4.2.1 弹性阻抗56-58
• 4.2.2 弹性阻抗反演58
• 4.3 声波阻抗反演研究58-66
• 4.3.1 反演处理流程60
• 4.3.2 约束稀疏脉冲反演60-66
• 4.4 基于遗传算法的混合反演研究66-77
• 4.4.1 AVO 反演67-68
• 4.4.2 遗传算法68-70
• 4.4.3 混合反演70-72
• 4.4.4 实例分析72-74
• 4.4.5 讨论与小结74-77
• 第五章 天然气水合物饱和度估算方法研究77-105
• 5.1 前言77-78
• 5.2 基于热弹性理论纵波速度的饱和度估算78-86
• 5.2.1 理论与方法79-81
• 5.2.2 布莱克海台实例81-86
• 5.3 基于测井资料的南海北部陆坡饱和度估算86-93
• 5.3.1 南海北部地质背景86
• 5.3.2 测井资料分析86-89
• 5.3.3 基于声波速度的水合物饱和度估算89-93
• 5.4 基于地震资料的水合物饱和度估算93-98
• 5.4.1 区域地质构造93-94
• 5.4.2 声波阻抗与BSR94-96
• 5.4.3 小结与讨论96-98
• 5.5 无井地区的水合物饱和度估算98-102
• 5.5.1 地质特征99
• 5.5.2 饱和度估算99-100
• 5.5.3 BSR 实质及方法局限性100-102
• 5.6 地球化学方法饱和度估算102-105
• 5.6.1 岩芯孔隙水氯离子浓度法102
• 5.6.2 氢氧同位素法102-105
• 第六章 结论及展望105-108
• 6.1 结论105-106
• 6.2 下一步工作106-108
• 参考文献108-118
• 致谢118-120
• 附录1120-122
• 附录2122-123
• 个人简历123

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