裂隙充填型天然气水合物层的地震各向异性研究

Oriented fractures in fracture-filled gas hydrate sediments can easily result in anisotropy, which is obviously different from isotropy in pore-filling gas hydrate sediments. Based on the gathered logging and seismic data in the eastern part of the Pearl River Mouth Basin, the proposal intend to research seismic anisotropy in fracture-filled gas hydrate sediments. In addition to saturation and fracture dip, we will take into account the fracture azimuth and connectivity to build a better anisotropic rock physics model of fracture-filled gas hydrate sediments using effective anisotropic medium theory. Secondly, prestack and poststack seismic data of fracture-filled gas hydrate sediments are gained through seismic anisotropic imaging. Then the seismic wave propagation is simulated in fracture-filled gas hydrate sediments with wave modeling, which help us to better understand seismic reflection characteristics and regularity in fracture-filled gas hydrate sediments. Accordingly we decide the distribution of fracture-filled gas hydrate sediments in the seismic data of research area. And saturations of gas hydrate and free gas are estimated by anisotropic AVO, rock physics and seismic data. Finally, the method of predrilling quantitative seismic interpretation is established for fracture-filled gas hydrate sediments, which can provide definite reference for the prospective evaluation of gas hydrate in the northern continental slope of the South China Sea.

裂隙充填型水合物层中的裂隙定向排列，极易产生各向异性效应，这与孔隙充填水合物层的各向同性明显不同。本项目拟基于收集到的珠江口盆地东部海域测井和地震数据，开展裂隙充填型水合物层的地震各向异性研究。首先在现有考虑饱和度和裂隙倾角对水合物地层速度影响的模型基础上，利用等效各向异性介质理论，增加裂隙方位和连通性等因素，建立更适合裂隙充填型水合物层的各向异性岩石物理模型；其次通过地震各向异性精细成像，获得研究区的叠前、叠后地震数据；接着利用波动方程正演数值模拟地震波在该类型水合物层中的传播过程，剖析其地震波场分布规律及其反射响应特征，并据此在各向异性成像后的叠前、叠后地震数据上圈定该类型水合物层的空间分布；然后利用各向异性AVO、岩石物理模型和地震数据完成水合物和游离气饱和度的地震定量估算。最终建立适合我国裂隙充填型水合物层的各向异性定量地震评价方法，为我国南海北部水合物资源评价提供有效的借鉴。

裂隙充填型水合物层中的裂隙定向排列，极易产生各向异性效应，这与孔隙充填水合物层的各向同性明显不同。项目利用珠江口盆地东部海域、琼东南盆地和印度K-G盆地的测井和地震数据开展了裂隙充填型水合物层的地震各向异性研究。首先利用等效介质和各向异性理论，建立了新的适合裂隙充填型水合物层的各向异性岩石物理模型，并对测井数据进行了各向异性饱和度的计算；其次利用地震波数值模拟技术，详细剖析了该类型水合物层的地震波场分布规律及其反射响应特征，发现其与孔隙充填型各向同性水合物层存在明显的差别，明确了利用实际地震数据预测裂隙充填型水合物层的可行性；接着通过地震数据的精细成像，获得了研究区的叠前和叠后地震数据，并利用各向同性和各向异性AVO、岩石物理模型和地震数据完成了印度K-G盆地裂隙充填型水合物储层的水合物和游离气饱和度的估算，其中水合物估算结果与测井和岩心推算结果基本一致，证明了各向异性AVO预测裂隙充填型水合物的正确性；最后选择资料翔实的印度K-G盆地，在NGHP-01-10A和10D孔的饱和度反演裂隙倾角基础上，结合10B孔的X射线成像数据，对10井裂隙充填型水合物层中的裂隙进行了定量评价，发现该类型水合物充填的裂隙尺度基本为厘米级，在空间上延展长度有限，但这种密集发育的裂隙充填型水合物层却具有较强的各向异性特征，因此，对该类型储层的进行定量评价时需要使用各向异性模型，否则会过高估计水合物的资源量。在上述研究基础上，最终建立了适合裂隙充填型水合物层各向异性的定量地震评价方法，该方法可以有效地提高水合物资源量的预测精度，也能够为我国水合物资源评价提供新的理论借鉴。