AVO技术在天然气水合物中的应用

论文摘要

天然气水合物是在高压、低温条件下,由天然气和水形成的笼状固态物,广泛地分布在大陆边缘陆坡区和永久冻土带中,是一种极具前景的替代能源。我国拥有绵长的海岸性和广泛的冻土带,因此水合物的勘探和研究对我国新型能源的开发、环境的保护以及灾害的预防都有极其重要的意义。BSR动态的对应着海域天然气水合物的稳定带底界,是天然气水合物识别的重要标志之一。了解BSR的基本特征,在地震剖面上发现BSR,是前期地震勘探的主要方法。AVO技术是一项利用振幅随炮检距变化或振幅随入射角变化的特征来分析识别岩性和油气藏的地震勘探技术,其理论基础是Zoeppritz方程及其各种简化式。由于天然气水合物沉积层所特有的纵横波特性,AVO正、反演技术在天然气水合物的BSR识别、储层参数估算等方面得以广泛应用。本文利用Ecker提出的三种水合物储集模式中的前两种水合物模型A和B,根据等效介质理论、Gassmann方程、Hashin-Shtrikman-Hertz-Mindlin理论以及维利平均时间方程,计算了水合物储层的纵、横波速度、泊松比、密度等物性参数,讨论了水合物层和游离气体层的纵波速度随孔隙度、饱和度的变化曲线,泊松比——饱和度变化曲线。并以此为基础,利用Shuey简化式正演一定孔隙度下,不同饱和度的水合物层上覆各种饱和度的游离气体层或饱水沉积层的反射系数曲线。之后,利用弹性模量模型的物性参数,使用Tesseral软件进行水平层状水合物（A型）层的AVO正演模拟,得到不同BSR的AVO特征,以估算水合物或游离气体的含量对BSR的影响。正演模拟后,讨论了子波频率、类型,薄层,孔隙度、孔隙形状,品质因子以及弱TIV介质对AVO反射系数曲线的影响。最后,对某海域的地震资料进行AVO处理,得到AVO属性剖面,并圈定该海域存在水合物层。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 技术路线
• 1.5 主要创新点
• 2 BSR 的定义和识别特征
• 3 AVO 技术的理论基础
• 3.1 ZOEPPRITZ 方程
• 3.2 ZOEPPRITZ 方程的简化式
• 3.2.1 Aki-Richards 公式
• 3.2.2 Shuey 公式
• 3.2.3 Hilterman 公式
• 3.2.4 Bortfeld 近似
• 3.3 孔隙介质理论
• 3.3.1 等效介质理论
• 3.3.2 Gassmann 方程
• 4 天然气水合物的岩石物性研究
• 4.1 维利时间平均方程
• 4.2 含水合物岩层弹性模量模型
• 4.2.1 天然气水合物在沉积层中的赋存模式
• 4.2.2 弹性模量模型水合物层参数的计算
• 4.2.3 各模型参数的曲线图比较
• 4.3 利用弹性模量模型模拟BSR 的AVO 特征
• 5 AVO 正演模拟
• 5.1 单一界面的AVO 响应
• 5.2 多层水平介质的AVO 响应
• 6 AVO 正演模拟的影响因素
• 6.1 子波的影响
• 6.2 薄层的影响
• 6.3 孔隙度和孔隙形状的影响
• 6.4 流体饱和度的影响
• 6.5 黏弹性介质的影响
• 6.5.1 品质因子Q的定义和提取
• 6.5.2 反Q滤波方法
• 6.5.3 Q值对AVO 的影响
• 6.6 介质各向异性的影响
• 6.6.1 各向异性介质的分类
• 6.6.2 弱TI 介质中波的传播
• 7 实际资料 AVO 处理
• 7.1 AVO 资料解释意义
• 7.2 AVO 处理应当注意的问题
• 7.3 某海域地震资料的AVO 属性剖面
• 8 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文