[发明专利]利用纵横波速度的奇异性识别天然气水合物赋存类型方法

说明书

本发明属于海域能源勘探技术领域，涉及一种利用纵横波速度的奇异性识别天然气水合物赋存类型方法，包括：S1、逐点计算纵波速度和横波速度的奇异性值；S2、制作纵波速度奇异性和横波速度奇异性交会图；S3、在所述纵波速度奇异性和横波速度奇异性交会图基础上做统计分析，利用阈值方法识别天然气水合物赋存类型。本申请提出了改进的奇异性计算方法，计算了信号的逐点奇异性，并提高了奇异性计算过程的效率及计算结果的准确性；通过对实际测井资料的纵横波速度进行奇异性分析，利用奇异性交会图等方法识别了天然气水合物赋存状态。

技术领域

本发明属于海域能源勘探技术领域，涉及一种海域天然气水合物的赋存类型识别方法，尤其涉及一种利用纵横波速度的奇异性识别天然气水合物赋存类型方法。

背景技术

天然气水合物是指在一定温度、压力条件控制的稳定区域内，由甲烷为主的烃类气体与水形成的类冰状结晶化合物，多以固态等形式赋存于海底沉积物或陆上冻土区岩石的裂隙、空隙中。其具有储量大、能量密度高和分布广等特点，被认为是一种潜力巨大的清洁能源。(肖钢，白玉湖，2015，参见参考文献[7])加强天然气水合物的开发与利用，既是推动我国能源革命的新引擎，也是中长期能源发展战略的重要选择。

一方面，天然气水合物是一种状态不稳定的能源，一旦开采不当，天然气水合物可能会大量分解，当天然气水合物赋存在地下的沉积物中时，起到了支撑沉积物骨架的作用，所以天然气水合物一旦大量分解，就可能破坏海底沉积物结构，引发井喷和海底坍塌等地质灾害，对钻探人员的人身安全以及海洋生态环境造成威胁，因此天然气水合物开采的难度很大。除此之外，在海上进行其他油气资源的开采也需要考虑天然气水合物带来的影响。以墨西哥湾原油泄露为例，由于天然气水合物堵塞管道，导致油管道爆管，深海钻油平台发生井喷，并爆炸，最终带来了巨大的直接经济损失和间接的生态坏境损失。另一方面，海上长时间作业的开采成本相对陆地上也非常高，所以对天然气水合物赋存区域的正确识别对节省开采成本和安全完成天然气水合物等资源的开采尤其重要。而当生成条件和环境不同时，天然气水合物会以不同的形态赋存在地下，不同的赋存类型对天然气水合物资源总量的估算也非常重要(Lee和Collett，2009，参见参考文献[3])；最后，提前获知天然气水合物的赋存状态，对于天然气水合物的开采也有重大意义，为了最大限度地确保安全，不同类型的天然气水合物应该采用不同的开采方法和细节(董刚等，2011，参见参考文献[6])。此外，从实际开采带来的经济效益出发，裂隙充填型天然气水合物由于在自然界中含量少，商业开采价值较低，而孔隙型天然气水合物含量占自然界水合物的90％以上，具有重大开采价值。因此，基于以上考虑，这就需要在开采前充分做好准确识别天然气水合物存储位置、赋存类型和储量的工作。

与上述技术有关的现有技术的技术方案简述如下：

现有方法中与本方法最接近的，为Ma(2019，参见参考文献[4])提出的利用奇异性识别天然气水合物赋存类型的方法，其原理为：由于裂隙型天然气水合物随机分布在裂隙中，裂隙倾角等物性的突变性强，而孔隙型天然气水合物均匀地充填在介质的孔隙中，物性相对均匀，突变性相对弱。而奇异性是用来刻画信号中突变点的突变程度的，奇异性值越大，奇异性越弱，奇异性值越小，奇异性越强，因此可以用来表征天然气水合物赋存地区的物性突变程度。孔隙型天然气水合物突变性小，因此在地震剖面上表现为奇异性弱，奇异值大，而裂隙型天然气水合物突变性大，在地震剖面上表现为奇异性强，奇异值小。因此，可以通过对地震记录进行奇异性分析识别两者的差异，从而区分天然气水合物的赋存类型。其方案的实现过程为：

步骤1)对于地震偏移剖面上的单道数据，设每个单道数据由n个采样点组成，k₀为其任一采样点，j为小波变换的尺度，d_j,k为小波变换系数。对于某一个尺度而言，找出以k₀为中心，且满足|k-k₀|≤2^-j的锥形窄区间内小波变换的模极大值对k₀而言，按照式(1)计算(x_j(k),y_j(k))，