發(fā)布時間：2020-11-16 07:55

【摘要】：天然氣水合物(以下簡稱水合物)是一種儲量巨大、潔凈的新型替代能源,我國已在祁連山凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)并鉆獲了實物樣品。與國外極地凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)的水合物相比,祁連山凍土區(qū)水合物成藏規(guī)律和控制因素更為復雜,使得野外地球物理勘探方法遇到了困難,而基于巖石物理的數(shù)值模擬是一種研究水合物儲層地球物理響應特征的有效手段。本文依據(jù)祁連山凍土區(qū)水合物的實際賦存地質條件,基于不同的地球物理方法進行建模,并利用建立的模型開展數(shù)值模擬,對水合物儲層的地球物理響應特征進行了探索。利用有限單元法(FEM)通過對水合物儲層電阻率、賦存規(guī)模、埋深變化時的音頻大地電磁測深(AMT)響應特征進行模擬,結果表明孔隙度小于5%、水合物飽和度大于70%、賦存規(guī)模小于50m、埋深超過500m時,AMT方法難以識別與圈定水合物儲層;利用非線性共軛梯度算法(NLCG)通過對不同測線長度、測點間距、頻點數(shù)對水合物儲層的AMT反演結果影響規(guī)律進行模擬,結果表明在水合物可能賦存區(qū)域,最佳的采集參數(shù)為:3倍區(qū)域寬度的測線長度,11個測點數(shù),4個高頻段(100~1000Hz)的頻點數(shù)。利用基于巖石物理模型的等效介質理論建立的正演模擬速度模型和射線追蹤理論,對水合物儲層孔隙度、層厚、水合物飽和度變化時的地震反射波振幅隨偏移距變化(AVO)的響應特征進行模擬,結果表明孔隙度變化對AVO屬性的分區(qū)較好,水合物飽和度變化對AVO屬性的區(qū)分空間較小,層厚變化與AVO屬性呈線性關系;由水合物儲層水合物飽和度和巖性的變化對不同彈性參數(shù)敏感性的模擬結果可知,μ-E交會圖識別水合物儲層效果良好,μ和λ/μ進行交會可區(qū)分水合物儲層巖性。基于等效介質理論的彈性波速度模型和兩端元層狀介質模型,分別對孔隙和裂縫充填型水合物儲層的聲波速度和水合物飽和度特征進行模擬,結果表明DKXX-13孔為典型孔隙充填型水合物儲層,水合物飽和度變化范圍為13.0~85.0%,平均值為61.9%,與利用標準阿爾奇公式估算的結果基本一致;DKXX-19孔為典型裂縫充填型水合物儲層,水合物飽和度變化范圍為14.1~89.9%,平均值為69.4%。祁連山凍土區(qū)水合物儲層地球物理響應特征的獲取,對于指導野外水合物地球物理勘查和實測資料的處理與解釋具有重要意義,為我國凍土區(qū)水合物資源的勘探開發(fā)提供了切實可行的技術保障。
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P618.13;P631
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 選題意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 天然氣水合物AMT數(shù)值模擬
        1.2.2 天然氣水合物AVO數(shù)值模擬
        1.2.3 天然氣水合物聲波測井數(shù)值模擬
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 主要創(chuàng)新點
    1.5 發(fā)表文章
第二章 天然氣水合物成藏地質條件
    2.1 區(qū)域地質及天然氣水合物鉆探工程概況
        2.1.1 區(qū)域構造背景
        2.1.2 地層概況
        2.1.3 天然氣水合物鉆探概況
    2.2 天然氣水合物地質條件
        2.2.1 構造條件
        2.2.2 沉積條件
        2.2.3 氣源條件
第三章 天然氣水合物AMT數(shù)值模擬研究
    3.1AMT工作方法及數(shù)值模擬理論
        3.1.1 AMT工作方法
        3.1.2 AMT數(shù)值模擬理論
    3.2 地層電性關系研究
        3.2.1 電阻率計算模型
        3.2.2 地電模型
    3.3 天然氣水合物儲層AMT響應特征研究
        3.3.1 天然氣水合物層狀地層模型響應特征
        3.3.2 天然氣水合物高阻異常體模型響應特征
    3.4 采集參數(shù)對AMT反演結果的影響研究
        3.4.1 天然氣水合物典型高阻異常體正演模擬
        3.4.2 測線長度
        3.4.3 點距
        3.4.4 頻點數(shù)
    3.5 本章小結
第四章 天然氣水合物AVO數(shù)值模擬研究
    4.1 AVO數(shù)值模擬技術
        4.1.1 AVO基礎理論
        4.1.2 經(jīng)典近似公式
    4.2 天然氣水合物地層物性參數(shù)研究
        4.2.1 天然氣水合物巖石微觀模型
        4.2.2 天然氣水合物微觀模型速度分析
        4.2.3 天然氣水合物儲層正演模擬速度模型
        4.2.4 天然氣水合物儲層基本模型
    4.3 AVO正演響應規(guī)律研究
        4.3.1 AVO屬性提取
        4.3.2 斜率、截距特征
        4.3.3 反射系數(shù)特征
    4.4 彈性參數(shù)敏感性研究
        4.4.1 天然氣水合物儲層識別敏感參數(shù)
        4.4.2 巖性區(qū)分敏感參數(shù)
    4.5 本章小結
第五章 天然氣水合物聲波測井數(shù)值模擬研究
    5.1 聲波測井數(shù)值模擬技術
        5.1.1 孔隙型儲層數(shù)值模擬
        5.1.2 裂縫型儲層數(shù)值模擬
    5.2 孔隙型儲層聲波速度與天然氣水合物飽和度估算研究
        5.2.1 DKXX-13孔測井資料分析
        5.2.2 聲波速度特征分析
        5.2.3 天然氣水合物飽和度估算
    5.3 裂縫型儲層聲波速度與天然氣水合物飽和度估算研究
        5.3.1 DKXX-19孔測井資料分析
        5.3.2 聲波速度特征分析
        5.3.3 天然氣水合物飽和度估算
    5.4 本章小結
第六章 結論及展望
    6.1 結論和認識
    6.2 下一步工作
參考文獻
致謝
個人簡歷以及攻讀學位期間主要研究成果

【參考文獻】

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本文編號：2885821