用深拖多道地震系统（DTAGS）和ODP/IODP钻井结果研究Cascadia边缘北部陆坡海洋天然气水合物的储层特征

如何判断海底天然气水合物赋集层的存在、较为准确的进行资源评价，一直都是水合物研究的热点和难点。人们普遍接受地震剖面上的似海底反射BSR是存在水合物的权威标志之一。然而，水合物矿层在稳定带内呈不规律分布，因此必须结合钻井勘探，才能从水合物层的地震属性特征和速度结构综合分析其分布规律，提高储量预测的可靠性。本课题研究高分辨率（6m波长）、高频率（220-1000Hz）、大角度（最大70度）的深拖多道地震系统DTAGS对Cascadia边缘北部陆坡的地震探测响应特征，探索其振幅和频率在含水合物反射界面随角度变化的规律，反演岩石物性参数，并跟水面拖拽的地震信号进行比较；在联合研究区域内ODP 146和IODP 311两个航次的钻探结果的基础上，建立水合物空间分布和孔隙率填充模型，对渗流和冷泉两种水合物富集模式的储量进行计算和比较；填补国内深拖地震系统应用研究空白，为以后国内相似技术的应用打下基础。

如何判断海底天然气水合物赋集层的存在、较为准确的进行资源评价，一直都是水合物研究的热点和难点。水合物矿层在稳定带内呈不规律分布，因此必须结合钻井勘探，才能从水合物层的地震属性特征和速度结构综合分析其分布规律，提高储量预测的可靠性。本课题研究高分辨率（6 m波长）、高频率（220-1000 Hz）、大角度的深拖多道地震系统DTAGS（Deep-towed Acoustics and Geophysics System）对Cascadia 边缘北部陆坡的地震探测响应特征，通过与水面拖拽的传统地震的比较分析，结合研究区内ODP 146 和IODP 311 两个航次的钻探结果，探索水合物的富集规律和储量评估。. 由于高频扫描和深海拖曳的特殊性，DTAGS震源和水听器相对位置的精确定位是后续地震成像和速度分析的基础，因此DTAGS勘探数据处理质量的关键在于其阵列几何形态的反演。本项目在前人研究的基础上进一步针对DTAGS数据处理和解释开展工作，获得了以下几个方面的成果：（1）发展了一套获取DTAGS地震系统阵列几何形态的高精度反演技术，获得了全局优化的DTAGS阵列几何形态；（2）完善了DTAGS地震系统的成像处理流程，满足了高分辨率地震成像的要求，获得了更高的DTAGS地震成像质量，显示了更为详实的跟天然气水合物相关的海底沉积和构造细节；（3）通过特殊处理，实现了对DTAGS地球物理阵列数据的动校正拉伸速度分析，获得了高分辨率的海底沉积层速度结构，揭示了高速水合物富集层的横向变化。. 基于高分辨率的DTAGS地震成像及速度分析结果所提供的丰富信息，通过与海面地震勘探资料的对比和模型正演分析，利用不同频率、不同厚度下的储层调谐效应，对“水合物亮点层位”的水合物地质储量作出了尝试性的定量计算。另一方面，增生楔形成时挤压出的流体向上运移时把甲烷带到海底。本项目发展了对由BSR深度计算的海底表面热流进行3维地貌校正的新技术，从而能够把海底表面热流异常跟汇聚的低温热液进行定量关联。研究表明Cucumber碳酸盐丘区域有明显的流体汇聚现象，推断该区域的水合物集中度可能显著高于以前的认识。. 总体而言，本项目研究的成果填补国内深拖地震系统的空白，为以后国内相似技术的应用打下了基础。