一种联合纵、横波速度和密度预测天然气水合物方法与流程

本发明属于勘探开发地球物理技术地震预测领域。

背景技术：

天然气水合物是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。天然气水合物是继天然气之后最有希望成为替代能源的新型非常规清洁能源，2017年中国在南海海域成功进行了天然气水合物的成功试开采，也是国家重点发展的新型清洁能源。

以往利用地震技术预测天然气水合物主要基于地震属性分析包括传统avo属性分析技术(如出现bsr异常、第三类avo异常等)和常规的波阻抗反演技术以及少量的叠前纵波速度反演技术，这些技术有一个共同的基础，就是基于天然气水合物高纵波速度特征。但是国内外研究及包括国内水合物勘探实践证明并非所有的高纵波速度海底沉积物都是天然气水合物，例如在南海地区对高纵波速度的海底沉积物进行钻探后发现是碳酸盐沉积物，并非天然气水合物，导致了失败。除了碳酸盐沉积物，黄铁矿沉积物等也表现为高纵波速度特征。

我们通过研究找到了一种新的可靠的水合物地震预测方法，即通过联合使用速度(纵波速度、横波速度)和密度可靠地确定天然气水合物，即天然气水合物表现为典型的低密度、高速度特征，碳酸盐、黄铁矿等沉积物密度远远高于含天然气水合物的沉积物，这样就避开了高速非天然气水合物矿体的陷阱，大大减小了预测结果的不确定性。

技术实现要素：

本发明旨在解决研究区利用高纵波速度或横波速度或者高阻抗预测天然气水合物遇到的陷阱，即非天然气水合物，如碳酸盐沉积物和黄铁矿沉积物都表现为高纵波速度或高横波速度特征(包括高阻抗)。

本发明采用以下技术解决方案。首先开展研究区井资料岩石物理分析，确定天然气水合物的速度和密度的槛值标准，包括碳酸盐沉积物、黄铁矿沉积物密度下限值(可通过调研成果确定这个数据)。然后利用叠前地震资料和井资料开展弹性反演得到速度(纵波速度和横波速度)和密度数据。将同时满足低密度槛值标准和相对高速槛值标准的弹性参数数据体确定为含天然气水合物矿体沉积物。

本发明步骤如下：

步骤一、开展井资料的岩石物理分析确定区分天然气水合物和其它高速非天然气水合物矿体(碳酸盐岩矿体或沉积物、黄铁矿矿体或沉积物等)的密度槛值标准，以及区分天然气水合物和非天然气水合物的纵波速度、横波速度槛值标准；

步骤二、开展二维地震或三维地震叠前弹性反演得到三个关键的弹性参数的数据体：密度、纵波速度和横波速度数据体；

步骤三、根据天然气水合物和其它高速非天然气水合物矿体密度差异槛值标准，在弹性反演成果的密度数据体中剔除高密度的高速非天然气水合物矿体，留下低密度的数据体，该低密度数据体包含可能的天然气水合物及非天然气水合物矿体或沉积物。

步骤四、根据天然气水合物和非天然气水合物矿体纵波速度、横波速度的差异槛值标准，在纵波速度或横波速度数据体中(该数据体只包含可能的天然气水合物沉积物和非天然气水合物沉积物)剔除相对低纵波速度或横波速度的非天然气水合物沉积物，留下相对高速的可能的天然气水合物数据体。

步骤三和步骤四也可以合并为一步，即将密度数据体和纵波速度(或横波速度)数据体进行交会，按照密度和速度的槛值标准过滤或剔除掉同时满足高密度、低速度的非天然气水合物矿体或沉积物，留下低密度、相对高速的可能的天然气水合物矿体或沉积物数据体即天然气水合物数据体。

本发明产生的效果包括在研究区(无论是海上还是陆地)联合利用纵波速度、横波速度和密度预测天然气水合物的可靠性显著增大，从而显著减小预测天然气水合物的多解性和不确定性，节约勘探开发投资。

附图说明

图1未固结海底沉积物充填不同矿体后弹性参数随含水饱和度变化曲线(a纵波速度，b横波速度；c密度)

(本次研究的模型由35％方解石+5％石英+60％粘土矿物组成，并将未固结海底沉积物的孔隙度设定为50％)

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施步骤进行说明。

本发明是这样实现的。

第一步，选取研究区或邻区可靠井资料(测井数据包括横波速度数据)，开展岩石物理分析(包括直方图和交会图方法)，确定天然气水合物的速度(纵波速度、横波速度)下限槛值，并确定碳酸盐沉积物、黄铁矿沉积物的密度下限槛值(可以通过区域调研成果确定该数据)。

下限槛值指某种矿体或沉积物都大于这个数值。

第二步，开展二维或三维地震叠前弹性反演得到三个关键的弹性参数数据：纵波速度、横波速度和密度。

第三步，根据天然气水合物和其它高速非天然气水合物矿体密度差异槛值标准，在弹性反演成果的密度数据体中将高于高速非天然气水合物矿体密度下限槛值的数据过滤掉(在速度数据中对应于这部分的速度数据同时也被过滤掉)，保留低于高速非天然气水合物矿体密度下限槛值的数据，该数据体包含可能的天然气水合物及非天然气水合物矿体沉积物(已经没有高速的碳酸盐、黄铁矿沉积物等非水合物矿体)。

第四步，根据天然气水合物和非天然气水合物矿体(不包括碳酸盐沉积物和黄铁矿沉积物)纵波速度、横波速度的差异槛值标准，在纵波速度或横波速度数据体中(该数据体只包含可能的天然气水合物沉积物和非天然气水合物沉积物)将低于非天然气水合物矿体速度上限槛值的数据过滤掉，剩下的数据就是可能的的含天然气水合物矿体沉积物(高速、低密度特征)。

步骤三和步骤四也可以合并为一步，即将密度数据体和纵波速度(或横波速度)数据体进行交会，按照天然气水合物速度下限标准(相对于低密度非水合物沉积物而言)及密度上限标准(相对于高密度非水合物矿体而言)过滤掉含高速非天然气水合物矿体沉积物(高密度特征)及含低速非天然气水合物沉积物(低速度特征)，保留下含可能天然气水合物矿体沉积物数据体(低密度、高速度特征)。

技术特征：

技术总结
本发明公开了在勘探开发地球物理技术领域一种联合纵、横波速度和密度预测天然气水合物方法。该方法联合使用纵、横波速度和密度弹性数据体，通过速度与密度数据体交会或分步骤实施，将同时满足低密度槛值标准和相对高速槛值标准的弹性数据体过滤或分离出来以达到可靠预测天然气水合物的目的。本发明解决了目前天然气水合物预测中通常采用高速度(主要是纵波速度)或高波阻抗预测方法的多解性或不确定性缺陷，因为非天然气水合物矿体或沉积物如碳酸盐岩、黄铁矿等也可以引起高速度或高波阻抗。使用本发明的技术方法将大大提高预测天然气水合物的可靠性，减少多解性或不确定性。

技术研发人员：杨建礼;常新伟
受保护的技术使用者：北京珠玛阳光科技有限公司
技术研发日：2018.09.27
技术公布日：2019.02.01