海洋天然气水合物地震特征正演数学模型研究

【摘要】： 海洋天然气水合物是一种很有潜力的未来能源，并可能对全球气候产生强烈的温室效应。在地震资料中，天然气水合物的存在常常和似海底反射(BSR)和空白带相关。因此在天然气水合物研究中，对似海底反射以及空白带形成机理进行研究是非常必要的。 论文中，根据水合物的岩石物理研究，将水合物的沉积分为三类微观模型。这三个模型分别是：(A)水合物为孔隙流体的一部分；(B)水合物是岩石骨架的一部分；(C)水合物和岩石颗粒胶结。随后通过对五种水合物沉积物弹性参数计算方法的比较，为每种微观模型选取了适合的参数计算方法。最后，通过采用一维正演模型和振幅随偏移距变化(AVO)技术，逐一考察了三种微观模型，进而推断出BSR以及空白带产生的可能原因并分析了AVO技术在水合物研究中的适用性。 对BSR的研究表明了临界饱和度的存在，而且对于不同的微观模型而言，其临界饱和度大小都是不一样的。当水合物饱和度小于临界饱和度时：a)AVO曲线能够反映BSR下方是否含有游离气；b)如果下方没有游离气，只有微观模型为模型C时，在地震记录上才有可见的BSR。而当水合物饱和度大于临界饱和度时：a)AVO曲线不能反映BSR下方是否含有游离气；b)无论下方是否含有游离气，BSR在地震记录上总是可见的。 对空白带的研究则表明在空白带中水合物的饱和度是随孔隙度变化的。而不同模型的地震合成记录比较说明孔隙度的详细变化以及饱和度随孔隙度变化的模式要比以前假设的情况复杂的多。 本论文证明BSR以及空白带产生的原因可以通过不同的模型进行解释。这说明只有将不同的方法如地球物理和地质综合运用，才能克服海洋天然气水合物研究中反问题的多解性，提高其求解的准确性、可信度。