祁连山木里盆地冻土带天然气水合物地震响应特征

发布时间：2020-08-11 08:56

【摘要】：天然气水合物是由水和甲烷气体分子在低温、高压条件下形成的一种结晶状固体物质,其外貌像冰,点火可以燃烧,俗称可燃冰‖。国外对于天然气水合物的研究起步较早,取得了很多成果。而国内起步较晚,多是在借鉴国外研究经验的基础上,进行对水合物的地质控制作用、成藏模式、物性特征等研究,也取得了初步的成果。但针对陆域冻土区天然气水合物的勘探方法还处于摸索阶段,尤其地球物理探测工作缺乏。本文在地质构造理论的指导下,通过祁连山木里盆地研究区的冻土带厚度研究、测井资料分析及反射地震资料处理分析等,确立了分析陆域冻土区天然气水合物的形成条件,物性特征及其地震响应特征等地球物理方法。结合研究区地质构造特征、断裂发育体系及天然气水合物的储藏类型(本区是裂隙型为主,孔隙型为辅),对反射地震资料的属性分析、道积分反演以及AVO预测等特殊处理分析,得出了以下几点成果和认识:(1)研究区内断裂发育,裂隙、裂缝发育,可以为天然气水合物的形成提供运移通道及贮存空间等。(2)通过长期测温资料和高精度电磁频谱资料分析对比认为,研究区的冻土层在80m-130m之间,有利于形成天然气水合物稳定带,并具备天然气水合物形成的温压条件,即温度在0℃以下,压力在2Mp-6Mp之间。(3)根据对已知井的测井资料常规物性分析和反射地震资料属性分析、特殊处理等,得出含天然气水合物的层段的物性特征为:低密度、高电阻率、中低速度(相对围岩)、自然伽马值相对有所降低等。地震响应特征为:中、低频率,中、弱振幅且杂乱无章,能量偏低等。(4)对于在祁连山高原地区进行反射地震采集和处理的方面,采用小道距,小炮距,高覆盖系统,对资料成像效果具有优势;在静校正方面,准确的初至拾取,优化静校正量,特殊的剩余静校正处理方法,对提高资料质量很有帮助。(5)通过AVO反演和AVO预测及频率分析,有效检测烃类异常,圈定出了研究区天然气水合物异常范围;结合构造的控制作用,为钻探部署提供了有利的证据。综合说明,反射地震勘探是一种探测天然气水合物的有效方法。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13;P631.4
【图文】：

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序言1 序言1.1 选题背景随着石油、煤等传统能源的消耗，资源储量日趋减少，寻找清洁高效新型能源是科学家们迫在眉睫的事情。此时，一种在特殊环境下（低温高压）形成的，类似冰状物，遇火即燃的新型能源天然气水合物的出现，极有可能改变世界能源贸易结构。天然气水合物是一种非传统高效能源，在自然界中广泛分布在水深大于 300m 的海洋沉积物中和地表 130m 以下的陆域永久冻土带中[1-3]。其具有燃烧后污染小、埋藏较浅、分布广泛等特点。据相关资料显示，它的资源储量可能是已查明的石油、煤等传统能源总量的两倍，是后续重要能源[4-5]。图 1.1 所示为我国在陆域永久冻土带中钻遇水合物的实物样品试燃。

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其中温压条件和气体来源是决定多年冻土区天然气水合物形成的必备条件。地温梯度是天然气水合物形成的合适温压条件的重要因素，地温梯度越小，温压条件合适，那么天然气水合物可以在更大深度的环境条件下形成。根据烃类气体成因类型及其来源，可将水合物分成微生物气型、热解气型和混合气型水合物。烃类气体组分决定了天然气水合物的相平衡状态，比如甲烷水合物形成时的温压条件要比丙烷水合物形成条件苛刻得多[19-20]。烃类气源和地下水（一般情况下，地下水都是比较充足）也许与多年冻土无关，但温度和压力条件与多年冻土有密切的关系，受到了多年冻土厚度、地温梯度等的控制和影响[18,21-23]，如图 2.1 所示。从图 2.1 中可以看出，a 图是陆域永久冻土区与天然气水合物关系图，天然气水合物的底部的地温梯度与天然气水合物的相界面，构成了天然气水合物的稳定带，如图中灰色区域所示。多年冻土带的地温梯度越小，冻土带厚度越大，温压条件合适，越有利于天然气水合物的形成。永冻层温度为 0 ℃，即永冻层深度越大，天然气水合物稳定带的深度越大。越是向下的深度，地温梯度变大，永冻层易发生变化，则永冻层变薄，温度升高，导致天然气水合物分解。b 图为海洋环境的气水和物的关系。同样也是说明，在满足温压的条件下，越有利于天然气水合物的形成，厚度也是随地温梯度的变化而变化。

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2.2 中国部分海域天然气水合物找矿远景区预测图[7ing prospect areas of gas hydrate in some offshore a

【参考文献】