一种冻土带天然气水合物的勘探方法
【专利摘要】本发明提供了一种冻土带天然气水合物的勘探方法。该方法是将工区划分不同的探测区带；利用大气探测卫星反演的大气中甲烷浓度数据，得高空大气的渗漏甲烷信息，确定大气甲烷异常区；基于具有红边波段的遥感数据，提取地表植被叶绿素变化信息，得地表植被受甲烷毒害的情况，确定地表渗漏区；基于地表土壤烃类油气化探数据，提取土壤中甲烷含量信息，得浅表土壤中甲烷富集情况，确定浅表渗漏区；基于探地雷达数据，提取冻土层中雷达波模糊区，得到浅部冻土内甲烷富集情况，确定浅部冻土内渗漏区；基于瞬变电磁响应数据，提取深部地层电阻率信息，得到深部地视电阻率信息，确定赋存层位；结合上述信息，得出工区是否具有天然气水合物勘探前景的结论。
【专利说明】一种冻土带天然气水合物的勘探方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于勘探技术，特别是关于利用具有深度梯次的探测技术进行冻土带天然气水合物勘探的方法，属于天然气开采【技术领域】。
【背景技术】
[0002]世界油气资源严重不足，寻找新型能源迫在眉睫，天然气水合物在地球上储量巨大，预计天然气水合物中甲烷的资源量可达2X 1016m3，是地球上已探明煤、石油和天然气资源量总碳量的2倍，是公认的地球上尚未开发的最大新型能源，潜力巨大，目前是各国研究的热点。
[0003]天然气水合物是由甲烷等气体分子和水在低温(70K-350K，一般为273.15K)、高压(一般大于3-5MPa)、气体浓度大于其溶解度条件下形成的一种结晶状固体物质。主要分布在水深大于300米的海底沉积物或地表130米以下的多年冻土带中，严格受温度、压力条件控制，一旦温度、压力发生变化就可能分解。理论上来说，Im3的天然气水合物可以释放出164m3的甲烷和0.8m3的水。
[0004]目前陆上冻土带仅在俄罗斯的Messoyakha气田区、美国阿拉斯加北坡PrudhoeBay油田区、加拿大马更些三角洲地区和我国木里煤田聚乎更矿区发现了天然气水合物。这四个地区的天然气水合物与油气田、煤田分布关系密切，是在油气田或煤田钻探作业发现异常气体泄漏后，通过钻孔取芯或测井的方法真正确认天然气水合物存在的。
[0005]钻孔取芯和测井方法是冻土带天然气水合物勘探最直接和最有效的方法，但上述两种方法在高寒缺氧的冻土带环境下施工难度较大，并非是最经济的勘探方法。
[0006]近年来，多种勘探方法不断应用于冻土带天气水合物的勘探，比如:地质的方法，从油气地质的角度分析深部甲烷气体的来源；地震的方法，地震剖面中含天然气水合物的沉积物与下覆不含天然气水合物层之间存在一个声波反射界面(称为似海底反射层-BSR)，目前认为是天然气水合物带基底对声速耗减造成的；油气地球化学方法，针对钻井岩芯研究天然气水合物化学组分和成因指标；电磁的方法，依据天然气水合物的高电阻特性，利用电磁设备探测深部地层电阻率信息，通过电阻率差异来识别天然气水合物；微生物地球化学，根据渗漏轻烃作为土壤中专性烃氧化菌的食物使烃氧化菌异常发育，在烃类矿藏上方的表层土壤中会形成与下伏烃类矿藏具有正相关关系的专性微生物异常；遥感的方法，通过遥感数据光谱特征识别天然气水合物渗漏引起的地表蚀变信息。上述的各种方法都可以获取天然水合物的指示信息，但由于冻土层的存在，探测结果会受到不同程度的干扰，此外，由于方法的局限性，上述方法并不能对天然气水合物赋存区进行全面的描述。
[0007]综上所述，提供一种适用于冻土带的能够进行全面扫描的天然气水合物的勘探方法是本领域亟待解决的问题。
【发明内容】
[0008]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种有效的、具有可操作性的利用具有深度探测梯次的冻土带天然气水合物的勘探方法，该勘探方法极大提高了冻土带天然气水合物勘探的成功率。
[0009]为了达到上述目的，本发明提供了一种冻土带天然气水合物的勘探方法，所述冻土带天然气水合物的勘探方法包括以下步骤:
[0010]步骤1:将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带，以地面高度为0米计，所述探测区带从地面上到地下依次为:>0.1米的高空大气探测区带、0.1至0米的地表植被探测区带、0至-1米的浅表土壤探测区带、-1至-50米的浅部冻土探测区带和-50至-1000米的深部地层探测区带；
[0011]步骤2:利用大气探测卫星反演的大气中甲烷的浓度数据，通过提取异常变化时段数据，排除干扰源，生成>0.1米的所述高空大气探测区带的渗漏甲烷信息，确定天然气水合物的大气甲烷异常区；
[0012]步骤3:基于具有红边波段的遥感数据，提取地表植被叶绿素的变化信息，生成0.1至0米的所述地表植被探测区带受甲烷毒害的信息，确定天然气水合物在地表的渗漏区；
[0013]步骤4:基于地表土壤烃类油气化探数据，提取土壤中甲烷的含量信息，生成0至-1米的所述浅表土壤探测区带中甲烷的富集信息，确定天然气水合物的浅表渗漏区；
[0014]步骤5:基于探地雷达数据，提取冻土层中的雷达波模糊区，生成-1至-50米的所述浅部冻土探测区带内甲烷的富集信息，确定天然气水合物的浅部冻土渗漏区；
[0015]步骤6:基于瞬变电磁响应数据，提取深部地层的电阻率信息，生成-50至-1000米的所述深部地层探测区带的视电阻率信息，确定天然气水合物的赋存层位；
[0016]步骤7:结合所述高空大气探测区带、所述地表植被探测区带、所述浅表土壤探测区带、所述浅部冻土探测区带和所述深部地层探测区带的天然气水合物信息，判断出所测工区是否具有天然气水合物的勘探前景。
[0017]根据本发明的【具体实施方式】，根据天气水合物分解释放甲烷的物性，从甲烷气体运移、吸附的角度出发，分析其从深部地层运移到高空大气过程中的赋存情况，参照不同探测技术及其仪器的特征参数，划分出高空大气、地表植被、浅表土壤、浅部冻土和深部地层五个探测区带。
[0018]在一实施例中，将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带，包括:依据天然气水合物的物性和不同技术探测深度的特性，划分出所述高空大气探测区带、所述地表植被探测区带、所述浅表土壤探测区带、所述浅部冻土探测区带和所述深部地层探测区带5个探测区带。
[0019]在一实施例中，所述的步骤2包括:根据冻土带范围内的大气甲烷含量数据，统计不同月份的均值，利用月份甲烷含量和月份数建立冻土带大气甲烷时空变化规律模型；
[0020]根据所述冻土带大气甲烷时空变化规律模型建立冻土带大气甲烷变化规律的曲线.
[0021]将甲烷含量高出所述冻土带大气甲烷时变化规律曲线一定阈值的月份确定为天然气水合物大量分解释放时段；
[0022]对所述天然气水合物大量分解释放时段的数据制作大气甲烷异常图，确定天然气水合物的大气甲烷异常区。
[0023]在一实施例中，所述步骤3包括:对具有红边波段的高精度遥感数据进行预处理；
[0024]采用波段比值的方法得到地表植被的叶绿素含量信息；
[0025]利用所述叶绿素含量信息确定地表植被生长异常，结合影像色调特征，判断植被的受毒害情况，得到地表植被探测区带的天然气水合物指示信息。
[0026]在一实施例中，所述具有红边波段的高精度遥感数据包括GeoEye或WorldView-2o
[0027]在一实施例中，所述预处理包括对具有红边波段的高精度遥感数据进行DN值到辐射值的转换以及通过大气校正获取具有红边波段的高精度遥感数据的反射率图像。
[0028]在一实施例中，所述步骤4包括:通过油气化探的顶空气方法和油气化探的酸解烃方法分别提取土壤中不同赋存形式的甲烷的含量数据；
[0029]采用衬度的方法对采用顶空气方法和酸解烃方法得到的两种甲烷含量数据进行去量纲化；
[0030]对去量纲化所述两种数据进行加和，作为浅表土壤中甲烷的含量信息，得到浅表土壤探测区带的天然气水合物指示信息。
[0031]在一实施例中，所述基于探地雷达数据，提取冻土层中的雷达波模糊区，包括:采用频率为25Hz的探地雷达进行冻土层内气体探测，从剖面中提取所述雷达波模糊区，同时提取形成模糊区的构造信息，得到浅部冻土探测区带的天然气水合物指示信息。
[0032]在一实施例中，所述步骤6包括:采用双回线的瞬变电磁方法获取瞬变电磁响应数据；
[0033]对采集的瞬变电磁响应数据进行分段处理，刻画出深部地层的电阻率特征，得到深部地层探测区带的天然气水合物指示信息。
[0034]在一实施例中，所述对采集的瞬变电磁响应数据进行分段处理，包括:将时间道分成三段时间道，分别对所述三段时间道的瞬变电磁响应数据进行处理，并将处理结果合并，其中，不同时间道对应不同的深度。
[0035]本发明提供的勘探方法与现有的冻土带天然气水合物的直接或间接探测技术方法相比，具有以下几个显著特点:
[0036]1、在现有勘探技术基础上，引入遥感技术和探地雷达技术，建立了一套从闻空大气、地表植被、浅表土壤、浅层冻土和深部地层的天然气水合物立体探测技术体系；
[0037]2、本发明的勘探方法提出了大气甲烷异常规律的分析，确定了大气异常时间段与天然气水合物分解释放的对应性，对于天然气水合物勘探具有很高的应用价值；
[0038]3、在本发明提供的方法中采用的瞬变电磁响应数据处理方法，提出了分段处理方法，实现深部地层电阻率的精细刻画，消除了浅部冻土高阻对深部天然气水合物赋存层高阻的屏蔽现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为本发明实施例的冻土带天然气水合物的勘探方法流程图；
[0040]图2为本发明实施例的冻土带天然气水合物信息探测模式图；
[0041]图3为本发明实施例S102的方法流程图；
[0042]图4为本发明实施例的祁连山冻土带2003— 2006年大气甲烷均值月变化图；
[0043]图5为本发明实施例的祁连山冻土带2006年2月份大气甲烷异常图；
[0044]图6为本发明实施例S103的方法流程图；
[0045]图7为本发明实施例的植被叶绿素异常图；
[0046]图8为本发明实施例S104的方法流程图；
[0047]图9为本发明实施例的土壤甲烷衬度异常图；
[0048]图10为本发明实施例的探地雷达剖面图；
[0049]图11为本发明实施例S105的方法流程图；
[0050]图12为本发明实施例的瞬变电磁剖面图。
【具体实施方式】
[0051]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0052]本发明实施例提供一种冻土带天然气水合物的勘探方法，本发明实施例的工区以祁连山冻土带为例进行说明。如图1所示，该冻土带天然气水合物的勘探方法包括以下步骤:
[0053]S101:将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带，以地面高度为0米计，所述探测区带从地面上到地下依次为:>0.1米的高空大气探测区带、0.1至0米的地表植被探测区带、0至-1米的浅表土壤探测区带、-1至-50米的浅部冻土探测区带和-50至-1000米的深部地层探测区带；
[0054]S102:利用大气探测卫星反演的大气中甲烷的浓度数据，通过提取异常变化时段数据，排除干扰源，生成>0.1米的所述高空大气探测区带的渗漏甲烷信息，确定天然气水合物的大气甲烷异常区；
[0055]S103:基于具有红边波段的遥感数据，提取地表植被叶绿素的变化信息，生成0.1至0米的所述地表植被探测区带受甲烷毒害的信息，确定天然气水合物在地表的渗漏区；
[0056]S104:基于地表土壤烃类油气化探数据，提取土壤中甲烷的含量信息，生成0至-1米的所述浅表土壤探测区带中甲烷的富集信息，确定天然气水合物的浅表渗漏区；
[0057]S105:基于探地雷达数据，提取冻土层中的雷达波模糊区，生成-1至-50米的所述浅部冻土探测区带内甲烷的富集信息，确定天然气水合物的浅部冻土渗漏区；
[0058]S106:基于瞬变电磁响应数据，提取深部地层的电阻率信息，生成-50至-1000米的所述深部地层探测区带的视电阻率信息，确定天然气水合物的赋存层位；
[0059]S107:结合所述高空大气探测区带、所述地表植被探测区带、所述浅表土壤探测区带、所述浅部冻土探测区带和所述深部地层探测区带的天然气水合物信息，判断出所测工区是否具有天然气水合物的勘探前景。
[0060]由图1所示的流程可知，本发明的冻土带天然气水合物的勘探方法首先将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带；然后，通过计算获得高空大气探测区带的渗漏甲烷信息，地表植被探测区带受甲烷毒害的信息，浅表土壤探测区带中甲烷的富集信息，浅部冻土探测区带内甲烷的富集信息及深部地层探测区带的视电阻率信息，并根据上述信息分别确定天然气水合物的大气甲烷异常区，天然气水合物在地表的渗漏区，天然气水合物的浅表渗漏区，天然气水合物的浅部冻土渗漏区及天然气水合物的赋存层位；最后结合述高空大气探测区带、所述地表植被探测区带、所述浅表土壤探测区带、所述浅部冻土探测区带和所述深部地层探测区带的天然气水合物信息，判断出所测工区是否具有天然气水合物的勘探前景。上述方法建立了一套从高空大气、地表植被、浅表土壤、浅层冻土和深部地层的天然气水合物立体探测技术体系；通过大气甲烷异常规律的分析，确定了大气异常时间段与天然气水合物分解释放的对应性，对于天然气水合物勘探具有很高的应用价值；通过分段处理方法，实现深部地层电阻率的精细刻画，消除了浅部冻土高阻对深部天然气水合物赋存层高阻的屏蔽现象。
[0061]SlOl中，将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带的方法:依据天然气水合物的物性和不同技术探测深度的特性，将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带。
[0062]具体实施时，根据天气水合物分解释放甲烷的物性，从甲烷气体运移、吸附的角度出发，分析其从深部地层运移到高空大气过程中的赋存情况。根据天然气水合物及其释放甲烷气体的赋存位置，确定不同的探测技术，参照不同探测技术及其仪器的特征参数(包括探测技术的探测深度参数等)，划分出所述高空大气探测区带、所述地表植被探测区带、所述浅表土壤探测区带、所述浅部冻土探测区带和所述深部地层探测区带5个探测区带。只要确定了上述5个探测区带其中的某一探测区带及其后续探测区带的信息是有效的，则即可判断该工区具有天然气水合物的勘探前景。图2为冻土带天然气水合物信息探测模式图，从图2中，可以清晰的看出划分出的5个不同的探测区带。
[0063]如图3所示，S102具体实施时，包括如下步骤:
[0064]S301:根据冻土带范围内的大气甲烷含量数据，统计不同月份的均值，利用月份甲烷含量和月份数建立冻土带大气甲烷时空变化规律模型；
[0065]S302:根据所述冻土带大气甲烷时空变化规律模型建立冻土带大气甲烷变化规律的曲线；
[0066]S303:将甲烷含量高出所述冻土带大气甲烷时变化规律曲线一定阈值的月份确定为天然气水合物大量分解释放时段；
[0067]S304:对所述天然气水合物大量分解释放时段的数据制作大气甲烷异常图，确定天然气水合物的大气甲烷异常区。
[0068]通过图3所示的流程可知，本发明根据冻土带范围内的大气甲烷含量数据，统计不同月份的均值，利用月份甲烷含量和月份数建立模型，得到冻土带大气甲烷含量月变化规律曲线，甲烷含量明显高出变化曲线的月份，可以认为存在天然气水合物的分解释放，根据这一时段大气甲烷的高值异常，实现天然气水合物平面上的定位。
[0069]以祁连山地区为例，如图4所示，提取异常变化时段数据为通过2003-2006年48个月的大气甲烷数据，建立冻土带大气甲烷时空变化规律模型，甲烷含量明显高出变化规律曲线的月份，确定为天然气水合物大量分解释放时段，并将这一时段数据制作大气甲烷异常图，确定深部天然气水合物的大气甲烷异常区。
[0070]如图4所示，对2003年至2006年冻土带范围内的大气甲烷含量数据，统计不同月份的均值，利用月份甲烷含量和月份数建立模型，得到冻土带大气甲烷含量月变化规律曲线。甲烷含量明显高出变化曲线的月份(比如2006年I月、2月、4月和5月明显偏离正常变化曲线)，认为存在天然气水合物的分解释放，根据这一时段大气甲烷的高值异常，实现天然气水合物平面上的定位，图5为实施例1的祁连山冻土带2006年2月份大气甲烷异常图。
[0071]如图6所示，S103包括如下步骤:
[0072]S601:对具有红边波段的高精度遥感数据进行预处理；
[0073]S602:采用波段比值的方法得到地表植被的叶绿素含量信息；
[0074]S603:利用所述叶绿素含量信息确定地表植被生长异常，结合影像色调特征，判断植被的受毒害情况，得到地表植被探测区带的天然气水合物指示信息。
[0075]图6所示的流程中，利用具有红边波段的遥感数据，探测渗漏甲烷引起的地表植被受毒害情况，其核心是利用红边波段与其它波段进行比值处理，提取植被叶绿素信息，结合影像色调特征，综合判断植被的受毒害情况，从而确定地表植被探测区带(0?0.1米)的天然气水合物指示信息。
[0076]S602的波段比值的方法中，红边波段与其它波段进行比值处理，提取植被叶绿素信息，植被指数(vi) = (Rni「Rj/(Rni^Rj，VI值越小，植被叶绿素含量越低，植被健康状况越差，结合影像色调特征，综合判断植被的受毒害情况，图7为一实施例中植被叶绿素异常图。
[0077]在一实施例中，具有红边波段的高精度遥感数据包括GeoEye或WorldView-2。
[0078]在一实施例中，上述S601中的预处理包括对具有红边波段的高精度遥感数据进行DN值到辐射值的转换以及通过大气校正获取具有红边波段的高精度遥感数据的反射率图像。
[0079]如图8所示，S104具体实施时，包括如下步骤:
[0080]S801:通过油气化探的顶空气方法和油气化探的酸解烃方法分别提取土壤中不同赋存形式的甲烷的含量数据。油气化探的顶空气方法和油气化探的酸解烃方法这两种方法属于常规方法，顶空气方法是指顶空间轻烃测定气相色谱法(据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 6009.3-2003);酸解烃方法是指酸解烃测定气相色谱法(据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 6009.1-2003)。
[0081]S802:采用衬度的方法对采用顶空气方法和酸解烃方法得到的两种甲烷含量数据进行去量纲化，采用衬度的方法可以使两种甲烷含量数据不具有量纲。
[0082]S803:对去量纲化所述两种数据进行加和，作为浅表土壤中甲烷的含量信息，得到浅表土壤探测区带的天然气水合物指示信息。
[0083]图8所示的流程中，基于地表的土壤烃类油气化探检测对检测数据的处理分析是首次提出的技术。通过油气化探顶空气方法、酸解烃方法提取土壤中不同赋存形式的甲烷，都对地下甲烷源有指示作用，将顶空气甲烷和吸附烃甲烷进行去量纲化后进行加合，就可以得到浅表土壤探测区带(-0.1?0米)的天然气水合物指示信息。
[0084]假设祁连山工区有40个土壤采样点，每个测点都存在一个顶空气方法提取的顶空气甲烷含量值和酸解烃方法提取的酸解烃甲烷含量值，分别代表土壤颗粒间和矿物晶体间的甲烷信息。由于两种数据量纲不一致，不能直接加和来代表采样点的甲烷丰度，需要对两种甲烷数据分别采用衬度的方法实现去量纲化，衬度=甲烷含量/工区甲烷含量均值；对去量纲化的数据进行加合，作为浅表土壤甲烷的丰度信息，图9为本发明一实施例的土壤甲烷衬度异常图。
[0085]S105中，基于探地雷达数据，提取冻土层中的雷达波模糊区，包括:采用频率为25Hz的探地雷达进行冻土层内气体探测，从剖面中提取所述雷达波模糊区，同时提取形成模糊区的构造信息，得到浅部冻土探测区带(-0.1?-50米)的天然气水合物指示信息。
[0086]一实施例中，构造信息是指断裂、背斜等，有利于气体聚积，图10为本发明一实施例的探地雷达剖面图。
[0087]如图11所示，S106具体实施时，包括如下步骤:
[0088]SllOl:采用双回线的瞬变电磁方法获取瞬变电磁响应数据；
[0089]S1102:对采集的瞬变电磁响应数据进行分段处理，刻画出深部地层的电阻率特征，得到深部地层探测区带的天然气水合物指示信息。
[0090]图11所示的流程中，利用瞬变电磁进行冻土带深部地层电阻率探测，瞬变电磁响应数据处理方法为本发明首次提出的方法，其技术核心是，鉴于冻土层高阻对天然气水合物高阻有屏蔽作用，对采集的瞬变电磁响应数据采用分段处理的方法，能够精确刻画深部地层的电阻率特征，从而得到深部地层探测区带(-50?-1000米)的天然气水合物指示信息。本发明利用CUGTEM-8瞬变电磁仪器，采取双回线的方式采集数据，考虑到冻土层的高阻对地下深部高阻影响较大，对获取的瞬变电磁响应数据，采用分段处理的方法，精细刻画深部地层电阻率特征，突出深部天然气水合物赋存层的高阻异常，图12为本发明一实施例的瞬变电磁剖面图。
[0091]本发明实施例，通过对不同深度上天然气水合物指示信息的探测，一步一步缩小勘探靶区，最终实现了天然气水合物的在空间上的定位，充分肯定了上述勘探方法的可行性。
[0092]对于S1102，在一实施例中，对采集的瞬变电磁响应数据进行分段处理，具体包括:将时间道分成三段时间道，分别对所述三段时间道的瞬变电磁响应数据进行处理，并将处理结果合并，其中，不同时间道对应不同的深度。
[0093]本发明提供的勘探方法与现有的冻土带天然气水合物的直接或间接探测技术方法相比，具有以下几个显著特点:
[0094]1、在现有勘探技术基础上，引入遥感技术和探地雷达技术，建立了一套从闻空大气、地表植被、浅表土壤、浅层冻土和深部地层的天然气水合物立体探测技术体系；
[0095]2、本发明的勘探方法提出了大气甲烷异常规律的分析，确定了大气异常时间段与天然气水合物分解释放的对应性，对于天然气水合物勘探具有很高的应用价值；
[0096]3、在本发明提供的方法中采用的瞬变电磁响应数据处理方法，提出了分段处理方法，实现深部地层电阻率的精细刻画，消除了浅部冻土高阻对深部天然气水合物赋存层高阻的屏蔽现象。
[0097]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0098]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0099]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0100]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0101]本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述冻土带天然气水合物的勘探方法包括以下步骤: 步骤1:将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带，以地面高度为O米计，所述探测区带从地面上到地下依次为:>0.1米的高空大气探测区带、0.1至O米的地表植被探测区带、O至-1米的浅表土壤探测区带、-1至-50米的浅部冻土探测区带和-50至-1000米的深部地层探测区带； 步骤2:利用大气探测卫星反演的大气中甲烷的浓度数据，通过提取异常变化时段数据，排除干扰源，生成>0.1米的所述高空大气探测区带的渗漏甲烷信息，确定天然气水合物的大气甲烷异常区； 步骤3:基于具有红边波段的遥感数据，提取地表植被叶绿素的变化信息，生成0.1至O米的所述地表植被探测区带受甲烷毒害的信息，确定天然气水合物在地表的渗漏区； 步骤4:基于地表土壤烃类油气化探数据，提取土壤中甲烷的含量信息，生成O至-1米的所述浅表土壤探测区带中甲烷的富集信息，确定天然气水合物的浅表渗漏区； 步骤5:基于探地雷达数据，提取冻土层中的雷达波模糊区，生成-1至-50米的所述浅部冻土探测区带内甲烷的富集信息，确定天然气水合物的浅部冻土渗漏区； 步骤6:基于瞬变电磁响应数据，提取深部地层的电阻率信息，生成-50至-1000米的所述深部地层探测区带的视电阻率信息，确定天然气水合物的赋存层位； 步骤7:结合所述高空大气探测区带、所述地表植被探测区带、所述浅表土壤探测区带、所述浅部冻土探测区带和所述深部地层探测区带的天然气水合物信息，判断出所测工区是否具有天然气水合物的勘探前景。
2.根据权利要求1所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，将预测量的工区划分五个不同深度的探测区带，包括:依据天然气水合物的物性和不同技术探测深度的特性，划分出>0.1米的所述高空大气探测区带、0.1至O米的所述地表植被探测区带、O至-1米的所述浅表土壤探测区带、-1至-50米的所述浅部冻土探测区带和所述深部地层探测区带5个探测区带。
3.根据权利要求1所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述的步骤2包括: 根据冻土带范围内的大气甲烷含量数据，统计不同月份的均值，利用月份甲烷含量和月份数建立冻土带大气甲烷时空变化规律模型； 根据所述冻土带大气甲烷时空变化规律模型建立冻土带大气甲烷变化规律的曲线；将甲烷含量高出所述冻土带大气甲烷时变化规律曲线一定阈值的月份确定为天然气水合物大量分解释放时段； 对所述天然气水合物大量分解释放时段的数据制作大气甲烷异常图，确定天然气水合物的大气甲烷异常区。
4.根据权利要求1所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述步骤3包括: 对具有红边波段的高精度遥感数据进行预处理； 采用波段比值的方法得到地表植被的叶绿素含量信息； 利用所述叶绿素含量信息确定地表植被生长异常，结合影像色调特征，判断植被的受毒害情况，得到地表植被探测区带的天然气水合物指示信息。
5.根据权利要求4所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述具有红边波段的高精度遥感数据包括GeoEye或WorldView-2。
6.根据权利要求4所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述预处理包括:对具有红边波段的高精度遥感数据进行DN值到辐射值的转换以及通过大气校正获取具有红边波段的高精度遥感数据的反射率图像。
7.根据权利要求1所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述步骤4包括: 通过油气化探的顶空气方法和油气化探的酸解烃方法分别提取土壤中不同赋存形式的甲烷的含量数据； 采用衬度的方法对采用顶空气方法和酸解烃方法得到的两种甲烷含量数据进行去量纲化； 对去量纲化所述两种数据进行加和，作为浅表土壤中甲烷的含量信息，得到浅表土壤探测区带的天然气水合物指示信息。
8.根据权利要求1所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述基于探地雷达数据，提取冻土层中的雷达波模糊区，包括:采用频率为25Hz的探地雷达进行冻土层内气体探测，从剖面中提取所述雷达波模糊区，同时提取形成模糊区的构造信息，得到浅部冻土探测区带的天然气水合物指示信息。
9.根据权利要求1所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述步骤6包括: 采用双回线的瞬变电磁方法获取瞬变电磁响应数据； 对采集的瞬变电磁响应数据进行分段处理，刻画出深部地层的电阻率特征，得到深部地层探测区带的天然气水合物指示信息。
10.根据权利要求9所述的冻土带天然气水合物的勘探方法，其特征在于，所述对采集的瞬变电磁响应数据进行分段处理，包括:将时间道分成三段时间道，分别对所述三段时间道的瞬变电磁响应数据进行处理，并将处理结果合并，其中，不同时间道对应不同的深度。
【文档编号】G01V11/00GK104375202SQ201410616128
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】邢学文, 谢兴, 于世勇, 申晋利 申请人:中国石油天然气股份有限公司