[发明专利]一种利用纵横波速度增量交汇图识别天然气水合物的方法

说明书

本发明属于海洋能源勘探技术领域，涉及一种利用纵横波速度增量交汇图识别天然气水合物的方法，S1、获得实际的纵波速度V_p和横波速度V_s；S2、计算含水饱和地层的纵波速度V_p0和横波速度V_s0；S3、计算纵波速度增量ΔV_p和横波速度增量ΔV_s；S4、确定阈值曲线；S5、画出纵横波速度增量交汇图；S6、判断：是否含天然气水合物地层；S7、确定天然气水合物的孔隙度理论线；S8、根据天然气水合物的孔隙度理论线估算待测天然气水合物的饱和度范围。本发明所述方法提高天然气水合物识别的可信度，准确勘探识别天然气水合物的位置，减少干井率，节省钻井费用；保障海上钻井安全。

技术领域

本发明属于海洋能源勘探技术领域，涉及一种利用纵横波速度增量交汇图识别天然气水合物的方法，尤其涉及一种利用纵横波速度增量交汇图定性识别天然气水合物和定量估计天然气水合物饱和度范围的方法。

背景技术

天然气水合物是由水分子和天然气分子在特定的温度和压强等条件下生成的类似冰状的固体化合物，具有可燃性，燃烧能量高，又称为可燃冰。它主要分布于深海海底以下或永久冻土带之下。由于天然气水合物具有分布范围广泛以及储量巨大等优势，被视为未来化石燃料的替代能源，受到国内外的广泛关注。目前主要以地球物理和地球化学手段探测天然气水合物，随着海洋科技的发展，水下成像技术逐渐被应用，但其成本较高。物探法是目前普遍使用的天然气水合物的勘探方法，有着较高的可信度，尤其是地震勘探技术应用最为广泛(樊栓狮，1999，参见参考文献[1]；李小森，2008，参见参考文献[2]；刘培栋等，2016，参见参考文献[3]；栾锡武等，2008，参见参考文献[5])。

与本发明相关的现有技术一的技术方案简述如下：

利用地震剖面上的似海底反射(BSR)识别天然气水合物：

在天然气水合物存在的地震剖面上，常常会伴随出现一条近似平行于海底的强反射轴，称之为BSR，通常被用来作为天然气水合物识别的标志，BSR具有如下特点：(1)近似平行于海底，与沉积地层斜交；(2)强反射轴，极性与海底反射轴相反；(3)BSR上方呈弱振幅或振幅空白带；(4)BSR上方具有高速特征。假如在地震剖面上出现有上述特征的反射轴，则可以推断其上有天然气水合物的存在(马在田等，2002，参见参考文献[6])。

以上所述现有技术一具有以下缺点：

由于BSR与天然气水合物的存在关系并不明确，因此该方法具有较低的可信度。并非所有的天然气含水合物地层都会出现BSR，对于平缓的海底，即使存在天然气水合物，也可能并不形成BSR，这和天然气水合物与游离气的饱和度以及储存方式等因素相关。BSR通常出现在海域环境的斜坡及海底沉积地层。在没有BSR出现的情况下，如何识别出天然气水合物是天然气水合物勘探面临的一个难点问题。此外，值得注意的是，并非所有BSR出现的地方都会有天然气水合物存在。另外，与常规不同的是，尽管绝大部分天然气水合物层都在BSR上方，但深海钻探资料显示，并非所有的天然气水合物层都位于BSR之上，也可能在其下方，因此，用BSR识别水合物具有一定的难度，且可信度较低(宋海斌等，2001，参见参考文献[7])。

与本发明相关的现有技术二的技术方案简述如下：

利用纵横波速度异常识别天然气水合物：

研究表明，当地层中充填天然气水合物时，地层的纵横波速度升高。因此，有学者提出用纵横波速度升高的特征识别天然气水合物。换言之，如果地层的纵横波速度比其他地层背景速度高，则推断该处存在天然气水合物。

以上所述现有技术二具有以下缺点：

由于当地层中充填其它矿物时，如，黄铁矿地层的纵横波速度也会升高，因此非天然气水合物因素同样会导致纵横波速度异常升高，从而无法指示是否是由于天然气水合物而引起的。因此，利用纵横波速度异常升高识别天然气水合物的方法也存在缺陷。