基于双相介质理论的天然气水合物识别方法研究
天然气水合物是一种储量巨大且分布广泛的清洁能源，世界各国都在极力研究水合物，希望早日实现其经济价值。我国南海大陆边缘海底以及高原永久冻土带都发现有大量的水合物存在。天然气水合物只有在高压、低温的条件下才会形成，环境变化很容易打破水合物的温压平衡条件，产生重大的危害。因此，对储层的结构构造、物理性质的掌握是成功开发天然气水合物的重要保障。天然气水合物是固态的结晶物，多存在于多孔隙未固结海底地层中。因此，这种地层介质是一种含流体的双相介质，采用传统的单相理论分析水合物中地震波传播特征是有缺陷的。 本文基于等效介质理论，分析了不同接触模式下，水合物对岩石骨架弹性模量的影响，以及含天然气水合物地层的纵、横波速度和泊松比随地层孔隙度、水合物及气含量变化的规律;计算出含天然气水合物地层的弹性模量，以双相介质波动方程为基础，分析在不同孔隙度、水合物饱和度、气饱和度、渗透率等影响因素下，快慢纵波、横波速度及逆品质因子随频率变化的趋势，为从实际资料中提取相关的频率和衰减属性奠定理论基础。 双相介质中应用的弹性参数很多，波场相对于单相介质的波场比较复杂，尤其是在多层介质中，产生的转换波众多，需要波场分离后做深入分析。本文从各向同性Biot弹性波动方程出发，利用纵横波偏振的性质，分别对纵波、横波求散度和旋度，实现了波场分离。建立了符合实际情况的含水合物地层，经过分离后的纵波波场快照和横波波长快照都能清楚地识别地层界面，并能识别出BSR。 AVO特征是预测储层岩性参数的有效方法，单相介质中只需要纵横波速度和密度就可以表示Zoeppritz方程，双相介质中需要A、N、Q、R、ρ12、ρ11、ρ22、m1、m2等9个参数，本文提出用walton等效模型代替传统的Hertz-Mindlin模型，计算孔隙岩石被水合物充填后的等效模量，以此求出双相介质所需的9个弹性模量;建立上下层参数不同的模型，推导其界面Zoeppritz方程，详细讨论各模型反射系数随角度变化的特征，并与单相介质比较。 根据双相介质中速度频散和能量衰减的特征，对实际地震资料做二维小波包变化，分离出不同尺度下的地震记录，提取不同频率下甜点、衰减、三瞬等属性，并分析BSR随频率变化的特征。
地质勘探;天然气水合物;识别方法;双相介质理论
中国海洋大学
硕士
海洋地球物理学
刘怀山
2015
中文
P618.130.2
92
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）