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南海北部陆坡天然气水合物储层特征研究

作　者: 王秀娟
导　师: 吴时国
学　校: 中国科学院研究生院（海洋研究所）
专　业: 海洋地质
关键词: 天然气水合物和游离气饱和度声波阻抗成矿条件南海
分类号: P744.4
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文对南海北部天然气水合物的成矿条件进行了研究,结果表明水合物存在于滨海-浅海-半深海-深海的沉积环境中,其中等深流、三角洲、浊积扇、滑塌沉积、底辟等沉积体系有利于水合物形成,尤其是沉积速率高、构造复杂、流体活跃、含砂率适中(35%～50%)、细粉沙粘土或细粒沉积物中,更有利于水合物成藏。南海北部的台西南盆地、东沙群岛海域、西沙海槽、琼东南盆地是天然气水合物远景区,其中台西南盆地为最有利区。含水合物沉积层具有高P-波速度、高弹性阻抗、高P-阻抗、高S-阻抗、高λρ、略微低泊松比,而含游离气沉积层具有低P-波速度、低弹性阻抗、低P-阻抗、正常的S-阻抗、低λρ和低泊松比等。研究沉积层弹性性质,对水合物研究具有重要意义。从测井和地球化学研究看,含水合物沉积层具有高电阻率异常、低氯离子浓度异常、高氧同位素异常等。针对南海北部台西南盆地和东沙海域的三条测线进行了约束稀疏脉冲反演,从声波阻抗剖面看,台西南盆地较东沙海域更利于形成水合物。台西南盆地地区构造复杂、断层发育、存在底辟构造,为深层流体(水和气体)和热聚集提供良好的通道;而从东沙群岛西部的珠江口盆地的沉积环境相对比较稳定,位于隆起和坳陷分界处规模较大的活动断层相对比较少,缺乏气体运移通道。分别基于迭代正演模拟反演法和阿奇方程从声波阻抗估算无井和有井地区饱和度,该方法给出了从地震反演的声波阻抗估算天然气水合物和游离气饱和度。从南海北部水合物和游离气饱和度估算结果看,台西南盆地水合物饱和度呈片状和块状分布,横向分布不连续,水合物饱和度占孔隙空间的10-30%,最高值达50%;深部含有少量游离气,呈不连续的层状分布,饱和度占孔隙空间的2-3%,局部层位饱和度比较高,达到6-7%且BSR比较清晰。东沙群岛BSR相对较弱;水合物呈层状分布,横向变化不大,饱和度占孔隙空间的10-20%,局部较高。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
参数说明  5-10
第一章引言  10-18
  1.1 选题意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 实验室研究  12
    1.2.2 BSR 和饱和度  12-14
    1.2.3 南海水合物研究  14-15
    1.2.4 东海陆坡水合物研究  15-16
  1.3 研究内容  16-17
  1.4 发表文章  17-18
第二章天然气水合物成矿地质条件研究  18-31
  2.1 区域地质构造背景  18-21
    2.1.1 构造背景  18-19
    2.1.2 构造格局和沉积史  19-21
  2.2 天然气水合物地质条件研究  21-26
    2.2.1 构造条件  21-24
    2.2.2 沉积条件  24-25
    2.2.3 气源条件  25-26
  2.3 南海北部水合物成矿远景区研究  26-31
    2.3.1 台西南远景区  26-27
    2.3.2 东沙远景区  27-30
    2.3.3 西沙海槽远景区  30-31
第三章天然气水合物属性研究  31-50
  3.1 岩石物理模型  31-36
    3.1.1 不含天然气水合物沉积层特性  32-34
    3.1.2 天然气水合物沉积层特性  34-36
  3.2 不同模型速度和泊松比研究  36-41
    3.2.1 孔隙介质中速度模型  36-38
    3.2.2 沉积层的矿物组分及物性参数的计算  38-41
  3.3 AVA 特征  41-45
    3.3.1 线性Zoeppritz 方程  42
    3.3.2 不同水合物模型的AVA 曲线  42-45
  3.4 不同速度模型衰减研究  45-50
    3.4.1 衰减模型  46
    3.4.2 模型分析  46-50
第四章含天然气水合物沉积层反演研究  50-77
  4.1 高精度反演方法研究  50-56
    4.1.1 反演的内涵  50-51
    4.1.2 反演的分类  51-56
  4.2 弹性反演研究  56-58
    4.2.1 弹性阻抗  56-58
    4.2.2 弹性阻抗反演  58
  4.3 声波阻抗反演研究  58-66
    4.3.1 反演处理流程  60
    4.3.2 约束稀疏脉冲反演  60-66
  4.4 基于遗传算法的混合反演研究  66-77
    4.4.1 AVO 反演  67-68
    4.4.2 遗传算法  68-70
    4.4.3 混合反演  70-72
    4.4.4 实例分析  72-74
    4.4.5 讨论与小结  74-77
第五章天然气水合物饱和度估算方法研究  77-105
  5.1 前言  77-78
  5.2 基于热弹性理论纵波速度的饱和度估算  78-86
    5.2.1 理论与方法  79-81
    5.2.2 布莱克海台实例  81-86
  5.3 基于测井资料的南海北部陆坡饱和度估算  86-93
    5.3.1 南海北部地质背景  86
    5.3.2 测井资料分析  86-89
    5.3.3 基于声波速度的水合物饱和度估算  89-93
  5.4 基于地震资料的水合物饱和度估算  93-98
    5.4.1 区域地质构造  93-94
    5.4.2 声波阻抗与BSR  94-96
    5.4.3 小结与讨论  96-98
  5.5 无井地区的水合物饱和度估算  98-102
    5.5.1 地质特征  99
    5.5.2 饱和度估算  99-100
    5.5.3 BSR 实质及方法局限性  100-102
  5.6 地球化学方法饱和度估算  102-105
    5.6.1 岩芯孔隙水氯离子浓度法  102
    5.6.2 氢氧同位素法  102-105
第六章结论及展望  105-108
  6.1 结论  105-106
  6.2 下一步工作  106-108
参考文献  108-118
致谢  118-120
附录1  120-122
附录2  122-123
个人简历  123

南海北部陆坡天然气水合物储层特征研究

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