[發(fā)明專利]海域天然氣水合物體系地震響應(yīng)特征的正演物理模擬方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210344118.0
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114706118A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊金秀;盧明月;夏縈;王民;盧雙舫;鄧少貴;陳勇;夏金磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 張曉博

本發(fā)明屬于海域勘探技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種海域天然氣水合物體系地震響應(yīng)特征的正演物理模擬方法，針對研究區(qū)水合物體系的分布特征建立物理模型，確定天然氣水合物及下伏游離氣的地震響應(yīng)特征，根據(jù)正演物理模擬結(jié)果修正天然氣水合物體系的地震解釋結(jié)果，實現(xiàn)海域天然氣水合物體系的正演物理模擬。本發(fā)明分析地震的振幅、波形等與天然氣水合物的飽和度、厚度、賦存區(qū)之間的關(guān)系，探索不同天然氣水合物體系地質(zhì)模型的地震響應(yīng)特征與模式，根據(jù)正演物理模擬結(jié)果來指導(dǎo)地震解釋工作中對天然氣水合物體系的識別與表征，是國內(nèi)外天然氣水合物體系的正演物理模擬處于初級階段的背景下進行的前期探索和研究，具有重要指導(dǎo)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海域勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海域天然氣水合物體系地震響應(yīng)特征的正演物理模擬方法。

背景技術(shù)

天然氣水合物蘊含大量甲烷資源，被認為蘊含有二倍于傳統(tǒng)常規(guī)能源的資源量，是一種潛力巨大的清潔未來新能源類型，因此被國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究。我國海域天然氣水合物資源量高達800多億噸油當(dāng)量。2017年，天然氣水合物被自然資源部列為我國第173個礦種，其商業(yè)勘探開發(fā)及有效利用，作為潛在的替代能源類型對我國能源壓力的緩解具有重要意義。

目前研究中，地震資料是用于天然氣水合物體系研究的最重要數(shù)據(jù)類型，由于其覆蓋三維空間、成本低、速度快等特征，使其能夠為水合物發(fā)育區(qū)提供高性價比的勘探服務(wù)，在目前的天然氣水合物研究領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛。天然氣水合物體系的地震研究是工作人員提供地震解釋、屬性分析、反演預(yù)測等來識別天然氣水合物體系，包括含水合物儲層、水合物穩(wěn)定區(qū)底界BSR和水合物下伏游離氣區(qū)FGZ。通常認為似海底反射層BSR(Bottomsimulating reflection)是天然氣水合物穩(wěn)定區(qū)底界的地震標(biāo)志，具有強振幅、負極性、與海底大致平行，斜切的等時地層等特征。海域天然氣水合物通常存在于細粒、疏松未固結(jié)沉積物中，多為泥質(zhì)粉砂巖、細粉砂巖，由于天然氣水合物的膠結(jié)作用，以及下伏游離氣的存在，天然氣水合物體系所在沉積地層的巖石物理性質(zhì)與周圍地層存在較大區(qū)別。一般情況下，含水合物儲層被認為具有高電阻率、高橫波縱波速度、低密度等特征，其在地震資料中通常被認為表現(xiàn)為一定的地震響應(yīng)特征如高振幅、振幅空白區(qū)、BSR等，而下伏游離氣區(qū)FGZ則表現(xiàn)為直接被BSR封堵的高振幅異常反射。以上這些特征被廣泛應(yīng)用于天然氣水合物的地球物理識別工作中。

但事實上，地震剖面上地震反射同向軸與水合物體系的真實相界面(如含水合物地層和下伏游離氣的頂?shù)椎冉缑?是否具有一一對應(yīng)關(guān)系，BSR的位置是否直接指示天然氣水合物穩(wěn)定區(qū)的底界仍存在爭議。另外，成藏過程中的地質(zhì)構(gòu)造、氣源條件、溫度壓力等條件的差異導(dǎo)致的天然氣水合物在不同沉積地層中的分布模式不盡相同。因此有必要探索不同飽和度的水合物/游離氣地質(zhì)模型所對應(yīng)的地震響應(yīng)特征，明確地震響應(yīng)特征與水合物體系(水合物儲層和游離氣儲層)儲層物性之間的對應(yīng)關(guān)系。

目前勘探領(lǐng)域的正演研究主要針對常規(guī)油氣儲層開展，目的是建立地震反射同向軸與地下真實地層界面間的一一對應(yīng)關(guān)系。通過調(diào)研大量國內(nèi)外文獻資料，發(fā)現(xiàn)對天然氣水合物體系開展的正演模擬研究工作較少，目前少量的關(guān)于天然氣水合物體系的正演模擬也是以數(shù)值模擬為主，針對發(fā)現(xiàn)天然氣水合物地震響應(yīng)特征的正演物理模擬基本屬于研究空白帶。除成本因素外，制約水合物正演物理模擬的另一個因素是巖心的制作。通常天然氣水合物存在于具有高孔隙度、半固結(jié)的松散沉積物中，多為泥質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖、粉細砂巖，埋藏深度淺，成巖性差，膠結(jié)程度低，結(jié)構(gòu)十分疏松，但現(xiàn)有人工砂巖技術(shù)制作的巖心樣品孔隙度一般在30％以下，且為完全固結(jié)樣品，與原位地層的物性參數(shù)相比具有差異較大、尺寸較小以及孔隙均勻性差等不足。因此為解決以上問題，需要探索高孔隙弱膠結(jié)人工砂巖制備技術(shù)。

基于上述分析，總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷如下：

(1)地震剖面上地震反射同向軸與水合物體系的真實相界面是否具有一一對應(yīng)關(guān)系，BSR的位置是否直接指示分隔含水合物地層和下伏游離氣天然氣水合物穩(wěn)定區(qū)的相界面，仍不明確。