叠前弹性波阻抗反演在天然气水合物识别中的应用研究

【摘要】：天然气水合物作为一种分布范围广、蕴藏储量大、燃烧清洁的极具潜力的新能源已引起全世界各国的广泛关注。理论研究表明天然气水合物必须在低温高压情况下才能稳定存在，一旦温压条件发生变化，其稳定性就被破坏，若是水合物存在于海底，则很可能诱发海底滑塌造成一系列自然灾害。不论是为了追求天然气水合物作为能源的经济价值，还是为了防止其引发灾祸，对其地球物理特性的研究都显得十分重要。 本文的目的是将弹性波阻抗技术与天然气水合物勘探相结合，研究天然气水合物的地球物理参数特性。弹性波阻抗反演技术经过在油气勘探领域多年的应用，已然越来越成熟，在识别岩性和流体方面，其能力非凡。将弹性波阻抗反演技术应用到天然气水合物领域，对进一步研究水合物有着重要意义。 本文首先利用合适的岩石物理模型，研究水合物储层的各岩性参数间的相互关系，分析其在不同孔隙度、不同含水饱和度、不同含气饱和度以及不同天然气饱和度条件下，纵横波速度及密度随之产生的变化趋势。然后选择相应的纵横波速度、密度组合，建立不同的水合物储层及其上覆层或下伏层的双层模型进行理论研究，分析了水合物储层顶底界面的反射特性以及在此反射特性下水合物储层和其围岩储层的各地球物理参数差异。根据这种差异，选择其中具有一定代表性的参数建立含水合物储层的多层水平模型。 大部分天然气水合物赋存区域，都能在地震剖面资料上显示出明显的BSR现象。根据BSR的形成机制，结合不同的围岩情况，分别对水合物底界BSR、假BSR和水合物顶界类BSR建立简单模型，做波阻抗分析，分析其地球物理特征，重点分析其在纵横波阻抗、纵横速度比及拉梅常数方面的特征。 经过正演理论分析后，结合测井资料与海域天然气水合物储层的地震资料，对两个不同海域的资料，分别做叠前弹性波阻抗反演，对水合物储层的地球物理响应做综合分析，证明在水合物识别方面，利用叠前波阻抗反演能取得满意效果。 【关键词】：天然气水合物 BSR 叠前弹性波阻抗反演
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 前言10-16
• 1.1 课题来源及选题背景10-12
• 1.2 天然气水合物国内外研究历程12-13
• 1.3 研究内容13-14
• 1.4 技术路线14-15
• 1.5 主要创新15-16
• 2 天然气水合物基本特性综述16-25
• 2.1 天然气水合物基本特性16-17
• 2.2 天然气水合物基本结构17-19
• 2.3 国内外天然气水合物研究概况19-20
• 2.4 天然气水合物形成的温度与压力条件20-21
• 2.5 天然气水合物的分布21
• 2.6 天然气水合物的地球物理特征21-23
• 2.7 天然气水合物对环境的影响23-25
• 3 叠前弹性反演理论25-47
• 3.1 声波阻抗反演25-27
• 3.2 AVO 理论27-32
• 3.2.1 Zoeppritz 方程27-28
• 3.2.2 Zoeppritz 方程的简化形式28-32
• 3.2.3 AVO 理论的缺陷32
• 3.3 弹性波阻抗理论32-36
• 3.3.1 弹性波阻抗的提出32-34
• 3.3.2 弹性波阻抗的其他形式34-36
• 3.4 弹性波阻抗反演36-38
• 3.4.1 弹性阻抗反演基本原理36-37
• 3.4.2 弹性阻抗反演基本流程37-38
• 3.5 岩石物理学基础研究38-47
• 3.5.1 几个常见的弹性参数38-39
• 3.5.2 基于岩石物理的正演理论39-45
• 3.5.3 利用经验公式计算纵横波速度45-47
• 4 天然气水合物的正演模拟分析47-72
• 4.1 关于含水合物层的基础物性分析47-51
• 4.2 天然气水合物储层顶底界面反射特性研究51-61
• 4.2.1 顶界面反射特性研究52-54
• 4.2.2 底界面反射特性研究54-60
• 4.2.3 关于水合物反射特征的总结60-61
• 4.3 含水合物储层模型正演分析61-72
• 4.3.1 利用模型正演地震记录63-65
• 4.3.2 正演数据弹性信息65-72
• 5 实际资料分析72-82
• 5.1 布莱克海岭资料的叠前波阻抗反演72-77
• 5.1.1 沉积背景及观测系统72
• 5.1.2 地震资料处理72-74
• 5.1.3 测井数据分析74-75
• 5.1.4 利用地震、测井数据进行反演75-77
• 5.2 某海域资料的叠前波阻抗反演77-80
• 5.2.1 沉积背景及观测系统77-78
• 5.2.2 地震资料处理78
• 5.2.3 测井数据分析78-79
• 5.2.4 利用地震、测井数据进行反演79-80
• 5.3 小结80-82
• 6 结论与建议82-84
• 6.1 结论82-83
• 6.2 建议83-84
• 参考文献84-90
• 致谢90-91
• 个人简历91-92
• 发表的学术论文92-93

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