天然气水合物地层岩石物理模型构建  

Seismic rock physical modelling for gas hydrate-bearing sediments

作　　者：刘欣欣[1,2] 印兴耀 栾锡武 

机构地区：[1]国土资源部天然气水合物重点实验室,青岛海洋地质研究所,青岛266071 [2]海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,青岛266071 [3]中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,青岛266580

出　　处：《中国科学：地球科学》2018年第9期1248-1266,共19页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号：41706042); 中国博士后基金项目(编号：2015M582060); 国土资源部公益性行业科研专项项目(编号：201511037); 国家重点研发计划项目(编号：2017YFC0307400); 国家海洋局海底重点实验室基金项目(编号：KLSG1603)资助

摘　　要：天然气水合物地震反射特征的识别和物性信息的定量提取存在多解性与不确定性,岩石物理模型是将水合物地层地球物理观测值地震信息定量转化为物性信息的桥梁,而传统的岩石物理模型少有对微观孔隙结构和孔隙充填水合物剪切性质的描述.文章针对孔隙充填和颗粒支撑两种微观分布模式的水合物地层,重点考虑水合物地层的微观孔隙结构以及水合物的剪切性质,基于等效介质理论定量描述地层矿物组分特征和孔隙连通性及形状,利用斑块饱和理论和广义Gassmann理论定量描述孔隙充填水合物的剪切性质,在此基础上构建了两种模式水合物地层的岩石物理模型,揭示了水合物地层宏观弹性性质与微观物理性质之间的定量关系.数值研究发现,纵横波速度比随孔隙度和水合物饱和度增大而减小;颗粒支撑模式地层的纵横波速度对水合物含量较为敏感,且孔隙越狭长,敏感性越高;孔隙充填模式地层的纵横波速度比在高水合物饱和度时对水合物组分剪切性质的敏感性更高.实验数据和神狐海域的实际资料应用结果表明,岩石物理模型可有效地计算水合物地层宏观弹性性质与微观物性特征之间的定量关系,提供常规测井中缺乏的横波速度信息,确定对水合物含量指示能力较强的弹性参数,可以根据实际数据求取水合物饱和度、孔隙纵横比等物性参数,为天然气水合物地层的定量解释和资源评价提供理论依据和数据支持.

关 键 词：天然气水合物 岩石物理模型 颗粒支撑模式 孔隙填充模式 剪切模量 微观孔隙结构 弹性参数 

分 类 号：P744.4[天文地球—海洋科学]