论文部分内容阅读
摘 要：本文先分析了天然气水合物发布区构造沉积的特征，并从这一特征对地球物理响应出来的敏感性分析为切入点，对地震的属性以及陡倾角底层转速度场的建立进行研究，并分析天然气水合物预测在这些地球物理技术中的实际应用和效果。进而采用了信息联合策略，将地球物理技术进行集成，最终形成一套预测技术方法。通过实践分析，反射强度以及相对波阻抗等都是能够识别天然气水合物的，并成为一种有效的技术组合。在原始地震剖面和相对波阻抗等特证被应用时，它们能够对天然气水合物有更好的识别性，这种技术的应用还是有很多优点的。
关键词：地球物理技术；天然气水合物；应用
最为一种接替能源，天然气水合物物是一种水包气笼型的固态物，它形成在特定的温度下以及压力条件下，多数都是在深海地区或者两极两区分布。分布在深海区的时候，通常都是在外大陆架边缘斜坡上，以及陆隆沉积物中；分布在两极地区时，它通常都是在滨岸大陆的沉积物中，还有海大陆架的沉积物永冻层之中。从相关研究中得出，在地震记录上显示的天然气水合物是团状以及楔状的，并呈现出分段性的空白反射，其底部有产状似海底反射面（BSR），从而根据相关信息对天然气水合物进行分析和预测，并应用地球物理技术，获取更多有价值信息。
一、天然气水合物分布预测中应用地球物理技术
1、地震属性的提取和分析技术。在岩石发挥物理特性和变异时就此产生了地震记录信号，这也是它的一个信号特征，在这个过程中主要的反映就是岩石岩性、流体成分等一些信息。从地震的综合信息中，利用数学变换将地震波几何形态、统计信息以及相关的动力学信息给分离出来，岩石储集层环境对这些信息是很敏感的，还表现在的储集层的空隙流体中，对这些信息进行目标体的解释和突出的信息，也就是我们所说的地震属性分析。从这些属性中能将的“三瞬”等属性给提取分析出来，并能在天然气水合物的分布区识别以及预测中进行应用。
2、AVO分析技术。这个技术是的勘探天然气最主要的手段，它的直线截距能将纵波反射系数给反映出来，而纵波反射振幅还是通过炮检距的梯度变化能能斜率给反映出来，并确定它和泊松比有一定关系，这个泊松比是从横纵波速度的函数比得出来的，从而得出写横纵比速度比是很容易受到斜率剖面影响的，也就是说含气储集层是能用斜率剖面进行指示的。如果斜率和截距的乘积的数据能放大到一定范围，其清晰率就能提高，这样一来就对预测油气有着较好的效果，还有的人将这种分析称为碳氢指示。流体的性质主要是由流体因子的剖面反映出来的，要是孔隙中的流体呈现水状时，那么流体因子就是为零，要是孔隙中的流体呈现油气状时，那么流体因子就是为负，绝对值还会增大，储集层就有很大几率被判定为气层，这种分析技术是能够对流体进行预测并作出详细分析的。
3、速度场建立技术。在水合物分布区的地球物理预测中，速度是很重要的参数，因为地震波在水合物中的传播速度比在围岩中的传播速度高，若下伏地层中存在游离气则地震波传播速度会降低导致叠加速度反转，利用此现象可初步检测水合物与游离气。在速度突变带和断距较大的断层附近，可以完全模拟地震波的传播路径，最终得到与实际地震记录较为吻合的叠加速度，可以保证反演层速度的准确性。
4、波阻抗反演技术。水合物、游离气对速度信息比较敏感，因而可利用速度信息建立伪井，并进行伪井约束的稀疏脉冲反演，得到相对波阻抗剖面的同时得到绝对波阻抗剖面。稀疏脉冲反演的优点是能够直接从地震信息中提取反射系数，其分辨率、信噪比以及可靠程度完全依赖于地震资料本身的品质，因此要求用于反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、较高的保真度。为得到准确的反演结果可用AVO处理得到的纵波剖面代替叠加偏移数据进行反演。
二、天然气水合物分布区地球物理预测技术应用效果分析
在瞬时相位剖面，可见所有的反射信息都是均衡的，几乎没有差异，但在距海底大约0.25s处有一条清晰的平行于海底的界面穿过地层，这个界面与反射强度剖面上平行于海底的强反射界面是同一个界面。在瞬时频率剖面虽然没有较强的反射界面，却在对应于其他剖面的强反射界面（BSR）下面发育大片的蓝色低频区，同样的位置在能量半衰期剖面上也表现为低值区，推断为游离气富集区。
AVO各属性剖面对天然气水合物及游离气的识别效果也较明显，从不同角度反映了天然气水合物及游离气的富集程度和分布状态。其中，在截距剖面上，高值异常表明上、下层纵波速度差值大，指示上部可能是水合物而下部為游离气，而且此界面（BSR面）异常值越大，天然气水合物或游离气越富集。斜率与截距的乘积剖面上保留了梯度值，但极性变化却取决于斜率与截距的综合，由于地震波在含气砂岩中的传播速度低于在围岩中的传播速度，因而在乘积剖面上有明显正异常。
在相对波阻抗剖面中，海底以下0.25s处为反射强度及截距剖面的强反射界面，综合分析认为此面即为BSR界面，BSR界面之上的相对波阻抗低值区（弱反射区），在速度剖面中为相对髙值区，速度值大致为1600～ 2200m/s，在绝对波阻抗剖面中此段也表现为为高值区，可断定该段为水合物分布区。BSR界面下部出现低速低阻抗区域，此段对应的流体因子剖面为负异常，瞬时频率为高频吸收区，能量半衰期为低值区，综合分析认为是游离气发育区。
统计研究区34条地震测线的综合研究结果，绝对波阻抗剖面在BSR之上表现为高阻抗异常区的有11条；在相对波阻抗剖面上团状分布表现中等，而其绝对波阻抗剖面上较明显表现为高值异常区的有6条；有1条剖面的相对波阻抗剖面与绝对波阻抗剖面异常反应均较弱；在相对波阻抗与绝对波阻抗低值异常区，其对应的瞬时频率剖面也表现为低值异常、能量半衰期剖面上能量衰减快、流体因子为高值的有8条测线。这些分析结果表明，仅应用一种技术不能准确唯一地确定水合物、游离气的分布，综合应用AVO、层速度、“三瞬”、波阻抗等多种技术可以从不同的角度分析识别水合物，提高预测的可靠性，降低钻探风险。
三、结束语
预测天然气水合物分布区的项目中，应用地球物理技术，能对关键性的技术指标进行优化选取，实现了水合物分布区预测过程中有效应用地震资料的策略建立，取得了较好的成果，达到了最初的预想效果。从综合分析中得出，能够识别BSR截面最有效的技术就是反射强度、绝对波阻抗以及相对波阻抗等相关指标，和围岩相比，BSR截面的可见清晰度、绝对波阻抗以及层速度较高，这些都要高出很多。在的游离气是否存在的测试中，有效利用了瞬时频率、层速度以及流体因子剖面等指标，最后得出预测天然气水合物分布区时应用地球物理技术是能够取得更好成果的，也有实际的应用价值。
参考文献：
[1]刘彦君，刘喜武. 地球物理技术在天然气水合物分布区预测中的应用. 石油勘探与开发，2007
[2]邵宇蓝.叠前弹性波阻抗反演在天然气水合物识别中的应用研究. 中国海洋大学，2014
[3]徐华宇. 井震联合分析预测神狐海域天然气水合物可能的垂向分布. 地球物理学报，2014
关键词：地球物理技术；天然气水合物；应用
最为一种接替能源，天然气水合物物是一种水包气笼型的固态物，它形成在特定的温度下以及压力条件下，多数都是在深海地区或者两极两区分布。分布在深海区的时候，通常都是在外大陆架边缘斜坡上，以及陆隆沉积物中；分布在两极地区时，它通常都是在滨岸大陆的沉积物中，还有海大陆架的沉积物永冻层之中。从相关研究中得出，在地震记录上显示的天然气水合物是团状以及楔状的，并呈现出分段性的空白反射，其底部有产状似海底反射面（BSR），从而根据相关信息对天然气水合物进行分析和预测，并应用地球物理技术，获取更多有价值信息。
一、天然气水合物分布预测中应用地球物理技术
1、地震属性的提取和分析技术。在岩石发挥物理特性和变异时就此产生了地震记录信号，这也是它的一个信号特征，在这个过程中主要的反映就是岩石岩性、流体成分等一些信息。从地震的综合信息中，利用数学变换将地震波几何形态、统计信息以及相关的动力学信息给分离出来，岩石储集层环境对这些信息是很敏感的，还表现在的储集层的空隙流体中，对这些信息进行目标体的解释和突出的信息，也就是我们所说的地震属性分析。从这些属性中能将的“三瞬”等属性给提取分析出来，并能在天然气水合物的分布区识别以及预测中进行应用。
2、AVO分析技术。这个技术是的勘探天然气最主要的手段，它的直线截距能将纵波反射系数给反映出来，而纵波反射振幅还是通过炮检距的梯度变化能能斜率给反映出来，并确定它和泊松比有一定关系，这个泊松比是从横纵波速度的函数比得出来的，从而得出写横纵比速度比是很容易受到斜率剖面影响的，也就是说含气储集层是能用斜率剖面进行指示的。如果斜率和截距的乘积的数据能放大到一定范围，其清晰率就能提高，这样一来就对预测油气有着较好的效果，还有的人将这种分析称为碳氢指示。流体的性质主要是由流体因子的剖面反映出来的，要是孔隙中的流体呈现水状时，那么流体因子就是为零，要是孔隙中的流体呈现油气状时，那么流体因子就是为负，绝对值还会增大，储集层就有很大几率被判定为气层，这种分析技术是能够对流体进行预测并作出详细分析的。
3、速度场建立技术。在水合物分布区的地球物理预测中，速度是很重要的参数，因为地震波在水合物中的传播速度比在围岩中的传播速度高，若下伏地层中存在游离气则地震波传播速度会降低导致叠加速度反转，利用此现象可初步检测水合物与游离气。在速度突变带和断距较大的断层附近，可以完全模拟地震波的传播路径，最终得到与实际地震记录较为吻合的叠加速度，可以保证反演层速度的准确性。
4、波阻抗反演技术。水合物、游离气对速度信息比较敏感，因而可利用速度信息建立伪井，并进行伪井约束的稀疏脉冲反演，得到相对波阻抗剖面的同时得到绝对波阻抗剖面。稀疏脉冲反演的优点是能够直接从地震信息中提取反射系数，其分辨率、信噪比以及可靠程度完全依赖于地震资料本身的品质，因此要求用于反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、较高的保真度。为得到准确的反演结果可用AVO处理得到的纵波剖面代替叠加偏移数据进行反演。
二、天然气水合物分布区地球物理预测技术应用效果分析
在瞬时相位剖面，可见所有的反射信息都是均衡的，几乎没有差异，但在距海底大约0.25s处有一条清晰的平行于海底的界面穿过地层，这个界面与反射强度剖面上平行于海底的强反射界面是同一个界面。在瞬时频率剖面虽然没有较强的反射界面，却在对应于其他剖面的强反射界面（BSR）下面发育大片的蓝色低频区，同样的位置在能量半衰期剖面上也表现为低值区，推断为游离气富集区。
AVO各属性剖面对天然气水合物及游离气的识别效果也较明显，从不同角度反映了天然气水合物及游离气的富集程度和分布状态。其中，在截距剖面上，高值异常表明上、下层纵波速度差值大，指示上部可能是水合物而下部為游离气，而且此界面（BSR面）异常值越大，天然气水合物或游离气越富集。斜率与截距的乘积剖面上保留了梯度值，但极性变化却取决于斜率与截距的综合，由于地震波在含气砂岩中的传播速度低于在围岩中的传播速度，因而在乘积剖面上有明显正异常。
在相对波阻抗剖面中，海底以下0.25s处为反射强度及截距剖面的强反射界面，综合分析认为此面即为BSR界面，BSR界面之上的相对波阻抗低值区（弱反射区），在速度剖面中为相对髙值区，速度值大致为1600～ 2200m/s，在绝对波阻抗剖面中此段也表现为为高值区，可断定该段为水合物分布区。BSR界面下部出现低速低阻抗区域，此段对应的流体因子剖面为负异常，瞬时频率为高频吸收区，能量半衰期为低值区，综合分析认为是游离气发育区。
统计研究区34条地震测线的综合研究结果，绝对波阻抗剖面在BSR之上表现为高阻抗异常区的有11条；在相对波阻抗剖面上团状分布表现中等，而其绝对波阻抗剖面上较明显表现为高值异常区的有6条；有1条剖面的相对波阻抗剖面与绝对波阻抗剖面异常反应均较弱；在相对波阻抗与绝对波阻抗低值异常区，其对应的瞬时频率剖面也表现为低值异常、能量半衰期剖面上能量衰减快、流体因子为高值的有8条测线。这些分析结果表明，仅应用一种技术不能准确唯一地确定水合物、游离气的分布，综合应用AVO、层速度、“三瞬”、波阻抗等多种技术可以从不同的角度分析识别水合物，提高预测的可靠性，降低钻探风险。
三、结束语
预测天然气水合物分布区的项目中，应用地球物理技术，能对关键性的技术指标进行优化选取，实现了水合物分布区预测过程中有效应用地震资料的策略建立，取得了较好的成果，达到了最初的预想效果。从综合分析中得出，能够识别BSR截面最有效的技术就是反射强度、绝对波阻抗以及相对波阻抗等相关指标，和围岩相比，BSR截面的可见清晰度、绝对波阻抗以及层速度较高，这些都要高出很多。在的游离气是否存在的测试中，有效利用了瞬时频率、层速度以及流体因子剖面等指标，最后得出预测天然气水合物分布区时应用地球物理技术是能够取得更好成果的，也有实际的应用价值。
参考文献：
[1]刘彦君，刘喜武. 地球物理技术在天然气水合物分布区预测中的应用. 石油勘探与开发，2007
[2]邵宇蓝.叠前弹性波阻抗反演在天然气水合物识别中的应用研究. 中国海洋大学，2014
[3]徐华宇. 井震联合分析预测神狐海域天然气水合物可能的垂向分布. 地球物理学报，2014