本发明属于天然气水合物勘探技术领域，尤其涉及一种盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法及系统。具体地说，涉及一种利用地震解释和数值模拟方法，来描述和预测盐底劈构造带水合物稳定底界的方法。
背景技术：
目前，业内常用的现有技术是这样的：
海域天然气水合物稳定区的底界(bhsz：baseofgashydratestabilityzone)在地震资料上一般表现为似海底反射层(bottomsimulatingreflection:bsr)，代表了含水合物地层与底部含游离气地层之间的相界面，是天然气水合物重要的地震反射标志。一般认为海底到bhsz之间的区域为水合物稳定区(ghsz:gashydratestabilityzone)。由于天然气水合物稳定性较差，主要受温度、压力、盐度和气体组分等因素影响，因此水合物稳定底界bhsz常受沉积和构造作用、海底热流等事件的影响而发生垂向迁移，在地震资料上表现为bsr向上或向下迁移。
对水合物相平衡曲线的分析表明，地温梯度、海底的水深和温度、气体组分和孔隙水盐度都会对bsr深度造成影响，但其中地温梯度和海底温度对其影响最大。
综上所述，现有技术存在的问题是：
目前，对盐底劈构造带水合物稳定底界bsr的分析通常是定性的，认为bsr受盐底劈构造带热流的影响而发生向上迁移，即bsr变浅。另外，孔隙水盐度的增大会抑制水合物的形成，从而使水合物相平衡曲线向左迁移，也会造成bsr的向上迁移。目前针对盐底辟构造的热效应分析也有一定进展，很多学者对盐底劈构造带的地温场进行了定量表征。由于盐的导热率较高，为普通沉积岩的2-3倍，因此盐底劈构造带会影响地温场，造成盐上地层的高温异常和盐下地层的低温异常。
解决上述技术问题的难度和意义：
本发明针对盐底劈构造带水合物稳定底界bsr缺少定量深入分析的现状，将盐底辟构造带具体的、量化的热效应和盐度效应体现到对bsr的数值模拟中去，充分考虑盐岩和普通沉积物的导热率差别，以及盐底劈构造带的盐度异常对水合物稳定条件的影响，利用数值模拟软件matlab来实现对不同控制条件下bsr位置的模拟。盐底辟构造在海洋环境较为常见，本发明提供了一种定量分析盐底辟构造带的热效应和盐度效应对水合物稳定底界的影响，为分析其他盐底辟构造地区的水合物稳定底界的发育位置、水合物稳定底界的主要控制因素等提供了依据，为将来盐底辟构造带水合物藏的开发和环境影响评价等工作打下基础。
技术实现要素：
针对现有技术及存在的问题，本发明提供了一种盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法及系统。本发明针对盐底劈构造带的天然气水合物稳定底界的分布位置，提供一种二维数值模拟方法，来预测盐底劈构造带的水合物稳定底界；通过和观测的bsr进行拟合，从而认识盐底劈构造的热效应和盐度效应对水合物稳定底界的影响。
本发明是这样实现的，一种盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法，包括以下步骤：
步骤①：在盐底劈构造带，选择水合物发育且地震资料上bsr特征明显的地震剖面；
步骤②：确定地震剖面上海底界面的双程走时tsb、观测bsr的双程走时tbsr和盐底劈构造带顶部边界的双程走时tsalt；
步骤③：根据分析区的气体组分信息，选择合适的水合物相平衡曲线。本发明选择moridis(2003)的纯甲烷水合物的相平衡稳定曲线，相平衡公式如下：
in(p)＝a+bt+ct2+dt3+ft4+gt5(1)
式中，p和t分别为甲烷水合物的稳定压力条件和稳定温度条件，a、b、c、d、f、g为经验常数，分别为a＝-1.94138504464560×105,b＝3.31018213397926×103,c＝-2.25540264493806×101,d＝7.67559117787059×10-2,f＝-1.30465829788791×10-4,g＝8.8606531668757×10-8；
步骤④：由于水合物稳定底界的深度较浅，故假设地震剖面上bsr发育深度处的压力值为静水压力，压力可通过以下公式求取：
pbsr＝ρswghbsr(2)
式中，ρsw为海水密度，为1028kg/m3，g是重力加速度，为9.81m/s2，hbsr是bsr的深度值；
步骤⑤：bsr的深度值可通过下面公式求得：
hbsr＝vsw×tbsr/2(3)
式中，vsw为海水速度，为1500m/s；tbsr为bsr位置的双程走时，单位是s，可通过地震剖面读取；
步骤⑥：通过worldoceandatabase等数据库查询，确定地震剖面上海底各点的温度值tsb；
步骤⑦：通过二维稳态热传导方程，计算地震剖面的温度场分布：
式中，t为温度(℃)，x为横向距离(km)，z为垂向距离(km)，kx为横向导热率(wm-1k-1)，kz为垂向导热率(wm-1k-1)。一般认为沉积物各向同性且均质性较强，因此kx＝kz，但沉积物和盐的热导率差别较大，分别设置为2.5wm-1k-1和5.9wm-1k-1。
步骤⑧：盐底劈构造带的盐度异常会抑制水合物的形成，将水合物稳定底界移向较低的温度条件，如下：
式中，m为盐度对水合物稳定条件的影响参数，计算公式如下：
式中，sw为盐度值；
步骤⑨：通过设置不同的地温梯度，可利用公式(1)(2)(5)来模拟对应的bsr深度，将模拟的bsr位置与地震剖面上的观测bsr进行对比，拟合程度较高的代表了较符合实际的地温梯度条件。
进一步，步骤①选择盐底劈构造带bsr特征明显的地震剖面是为了验证该模拟方法的可靠性，模拟bsr与观测bsr拟合程度好则说明设定的地温梯度、盐度和热导率等参数条件合理，可用于其他bsr特征不明显的盐底劈构造带的bsr深度预测。
进一步，步骤②确定海底、观测bsr和盐底劈构造带顶部边界双程走时，分别是为了在matlab软件中模拟时可以设定边界、绘制出观测bsr的位置以及在进行二维稳态热传导公式计算时针对盐底劈构造的分布设定不同于周围沉积物的热导率。
进一步，步骤⑦中的二维稳态热传导方程的上部边界条件是将海底温度设定为海水在海底深度处的温度值，下部边界是通过将地温梯度在在海平面以下5km的位置设置为均值，即区域地温梯度值，可通过设定不同的地温梯度值得到不同条件下的模拟bsr位置。
进一步，步骤⑧考虑到了盐底劈构造带的盐度高异常会抑制水合物的形成，造成水合物稳定条件向较低的温度偏移，本方法未将盐度设置为较高的35‰。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法的计算机程序。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法。
本发明的另一目的在于提供一种所述盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法的盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟系统，其特征在于，所述盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟系统包括：
bsr特征选择模块，用于在水合物发育的盐底劈构造带，选择bsr特征明显的地震剖面；
双程走时确定模块，用于确定地震剖面上海底界面的双程走时tsb、观测bsr的双程走时tbsr和盐底劈构造带顶部边界的双程走时tsalt；
天然气水合物的相平衡稳定曲线选择模块，用于选择天然气水合物的相平衡稳定曲线，纯甲烷水合物相平衡公式如下：
in(p)＝a+bt+ct2+dt3+ft4+gt5
式中，p和t分别为甲烷水合物的稳定压力条件和稳定温度条件，a、b、c、d、f、g为经验常数，分别为a＝-1.94138504464560×105,b＝3.31018213397926×103,c＝-2.25540264493806×101,d＝7.67559117787059×10-2,f＝-1.30465829788791×10-4,g＝8.8606531668757×10-8；
bsr发育深度处的压力值确定模块，地震剖面上bsr发育深度处的压力值为静水压力，压力通过以下公式求取：
pbsr＝ρswghbsr
式中，ρsw为海水密度，为1028kg/m3，g是重力加速度，为9.81m/s2，hbsr是bsr的深度值；
bsr的深度值计算模块，用于bsr的深度值通过下面公式求得：
hbsr＝vsw×tbsr/2
式中，vsw为海水速度，为1500m/s；tbsr为bsr位置的双程走时，单位是s，通过地震剖面读取；
地震剖面上海底各点的温度值确定模块，通过数据库查询，确定地震剖面上海底各点的温度值tsb；
地震剖面的温度场分布计算模块，通过二维稳态热传导方程，计算地震剖面的温度场分布：
式中，t为温度(℃)，x为横向距离(km)，z为垂向距离(km)，kx为横向导热率(wm-1k-1)，kz为垂向导热率(wm-1k-1)。一般认为沉积物各向同性且均质性较强，因此kx＝kz，但沉积物和盐的热导率差别较大，分别设置为2.5wm-1k-1和5.9wm-1k-1；
水合物稳定底界移向模块，将水合物稳定底界移向低的温度条件，
式中，m为盐度对水合物稳定条件的影响参数，计算公式如下：
式中，sw为盐度值；
对比分析模块，通过设置不同的地温梯度，模拟对应的bsr深度，将模拟的bsr位置与地震剖面上的观测bsr进行对比。
本发明的另一目的在于提供一种搭载有所述盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟系统的信息数据处理终端。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
针对盐底劈构造带水合物稳定底界bsr缺少定量深入分析的现状，将盐底辟构造的具体、量化的热效应和盐度效应体现到对bsr的数值模拟中去，充分考虑盐岩和普通沉积物的导热率差别，绘制受盐岩影响的温度等值线，结合盐底劈构造带的盐度异常对水合物稳定条件的影响，利用数值模拟软件matlab来实现对不同控制条件下bsr位置的模拟。本发明能够用于模拟其他盐底劈构造地区水合物稳定底界的发育位置，为分析水合物稳定底界的主控因素提供依据，也为将来盐底辟构造带水合物藏的开发和环境影响评价等工作打下基础。
本发明通过选取合适的水合物相平衡公式，对bsr进行数值，其目的是通过设定不同的参数值(通常是地温梯度)来模拟不同参数条件下的bsr位置，再将模拟bsr位置与观察到的bsr位置进行比较，则拟合程度较高的参数值代表了较符合实际的参数条件。在此参数基础上，可对bsr不存在的地区进行数值模拟，分析这些地区潜在的水合物稳定底界的位置。
本发明可在其他水合物发育但bsr地震反射特征不明显的盐底劈构造区域进行应用，预测盐底劈构造带附近的bsr界面；
本发明在对bsr进行数值模拟时考虑了盐和沉积物的不同导热率的影响，以及盐底劈构造带的盐度高异常的影响，模拟条件参数考虑较全面，因此，模拟bsr和观测bsr拟合程度较高的条件可能较符合实际的地温梯度、导热率和盐度条件。
附图说明
图1是本发明实施例提供的盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法流程图。
图2是本发明实施例提供的天然气水合物相平衡曲线示意图，反映了天然气水合物稳定底界bsr随盐度和热流(地温梯度)的增大而发生的向上偏移。
图3是本发明实施例提供的西非地区盐底劈构造带的水合物bsr界面的模拟结果，当地温梯度设置为32℃km-1，盐和沉积物的热导率分别为5.9wm-1k-1和2.5wm-1k-1，盐度设置为35‰时，模拟bsr和观测bsr拟合效果最好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明综合考虑了地温梯度、盐和沉积物不同的热导率以及盐底劈构造带的盐度高异常对水合物稳定底界(地震资料上表现为bsr)的影响，并将其反映在水合物相平衡条件中对bsr进行数值模拟。模拟bsr和观测bsr拟合程度高则代表了所选地温梯度、热导率、盐度等参数条件较符合实际。确定了该模拟方法可行后，还可在其他bsr特征不明显的盐底劈构造带进行模拟，预测bsr位置。总之，该方法适用性较强，可用于任何边界明显的盐底劈构造带来预测其水合物稳定底界的位置。
如图1、图2、图3所示，本发明实施例提供的盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟方法。步骤如下：
步骤①：在盐底劈构造带，选择水合物发育且地震资料上bsr特征明显的地震剖面；
步骤②：确定地震剖面上海底界面的双程走时tsb、观测bsr的双程走时tbsr和盐底劈构造带顶部边界的双程走时tsalt；
步骤③：根据分析区的气体组分信息，选择合适的水合物相平衡曲线。本发明选择moridis(2003)的纯甲烷水合物的相平衡稳定曲线，相平衡公式如下：
in(p)＝a+bt+ct2+dt3+ft4+gt5(1)
式中，p和t分别为甲烷水合物的稳定压力条件和稳定温度条件，a、b、c、d、f、g为经验常数，分别为a＝-1.94138504464560×105,b＝3.31018213397926×103,c＝-2.25540264493806×101,d＝7.67559117787059×10-2,f＝-1.30465829788791×10-4,g＝8.8606531668757×10-8；
步骤④：由于水合物稳定底界的深度较浅，故假设地震剖面上bsr发育深度处的压力值为静水压力，压力可通过以下公式求取：
pbsr＝ρswghbsr(2)
式中，ρsw为海水密度，为1028kg/m3，g是重力加速度，为9.81m/s2，hbsr是bsr的深度值；
步骤⑤：bsr的深度值可通过下面得
hbsr＝vsw×tbsr/2(3)
式中，vsw为海水速度，为1500m/s；tbsr为bsr位置的双程走时，单位是s，可通过地震剖面读取；
步骤⑥：通过worldoceandatabase等数据库查询，确定地震剖面上海底各点的温度值tsb；
步骤⑦：通过二维稳态热传导方程，计算地震剖面的温度场分布：
式中，t为温度(℃)，x为横向距离(km)，z为垂向距离(km)，kx为横向导热率(wm-1k-1)，kz为垂向导热率(wm-1k-1)。一般认为沉积物各向同性且均质性较强，因此kx＝kz，但沉积物和盐的热导率差别较大，分别设置为2.5wm-1k-1和5.9wm-1k-1。
步骤⑧：盐底劈构造带的盐度异常会抑制水合物的形成，将水合物稳定底界移向较低的温度条件，如下：
式中，m为盐度对水合物稳定条件的影响参数，计算公式如下：
式中，sw为盐度值；
步骤⑨：通过设置不同的地温梯度，可利用公式(1)(2)(5)来模拟对应的bsr深度，将模拟的bsr位置与地震剖面上的观测bsr进行对比，拟合程度较高的代表了较符合实际的地温梯度条件。
本发明实施例提供的盐底劈构造带水合物稳定底界的二维数值模拟系统包括：
bsr特征选择模块，用于在盐底劈构造带，选择水合物发育且地震资料上bsr特征明显的地震剖面；
双程走时确定模块，用于确定地震剖面上海底界面的双程走时tsb、观测bsr的双程走时tbsr和盐底劈构造带顶部边界的双程走时tsalt；
天然气水合物的相平衡稳定曲线选择模块，用于选择纯天然气合物的相平衡稳定曲线，纯甲烷水合物的相平衡公式如下：
in(p)＝a+bt+ct2+dt3+ft4+gt5
式中，p和t分别为甲烷水合物的稳定压力条件和稳定温度条件，a、b、c、d、f、g为经验常数，分别为a＝-1.94138504464560×105,b＝3.31018213397926×103,c＝-2.25540264493806×101,d＝7.67559117787059×10-2,f＝-1.30465829788791×10-4,g＝8.8606531668757×10-8；
bsr发育深度处的压力值确定模块，地震剖面上bsr发育深度处的压力值为静水压力，压力通过以下公式求取：
pbsr＝ρswghbsr
式中，ρsw为海水密度，为1028kg/m3，g是重力加速度，为9.81m/s2，hbsr是bsr的深度值；
bsr的深度值计算模块，用于bsr的深度值通过下面公式求得：
hbsr＝vsw×tbsr/2
式中，vsw为海水速度，为1500m/s；tbsr为bsr位置的双程走时，单位是s，通过地震剖面读取；
地震剖面上海底各点的温度值确定模块，通过数据库查询，确定地震剖面上海底各点的温度值tsb；
地震剖面的温度场分布计算模块，通过二维稳态热传导方程，计算地震剖面的温度场分布：
式中，t为温度(℃)，x为横向距离(km)，z为垂向距离(km)，kx为横向导热率(wm-1k-1)，kz为垂向导热率(wm-1k-1)。一般认为沉积物各向同性且均质性较强，因此kx＝kz，但沉积物和盐的热导率差别较大，分别设置为2.5wm-1k-1和5.9wm-1k-1；
水合物稳定底界移向模块，将水合物稳定底界移向低的温度条件，
式中，m为盐度对水合物稳定条件的影响参数，计算公式如下：
式中，sw为盐度值；
对比分析模块，通过设置不同的地温梯度，模拟对应的bsr深度，将模拟的bsr位置与地震剖面上的观测bsr进行对比。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。