CN106680872B - 一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法，属于天然气水合物地震勘探技术领域。该方法可以精确判断似海底反射层及下伏强振幅反射区是否与水合物及下伏游离气区相关，并提供了一种高效率刻画水合物底界BSR在不同深度分布特征的方法，并通过提取BSR到下部合适深度时窗的属性剖面，得到下伏游离气区的分布特征。本方法能够用于准确识别与水合物相关的BSR，并得到BSR与下伏游离气区的平面分布范围，对于认识水合物体系具有十分重要的作用。

Description

一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法
技术领域
本发明属于天然气水合物勘探技术领域，涉及一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法，具体地说，涉及一种高效的利用地震数据研究海洋天然气水合物体系分布特征的方法。
背景技术
天然气水合物俗称‘可燃冰’，是洁净的未来新能源。水合物的稳定性对环境条件有很高要求，一般存在于高压(>10MPa)和低温(0-10℃)条件下。当温压条件发生改变时，水合物会快速分解，释放出大量气体和水。除蕴含巨大的资源量外，受其稳定性影响，水合物还可能引起引发地质灾害如海底滑坡、毁坏海上作业机器甚至引发海啸。因此，有必要对水合物进行深入研究。
地震勘探是最常用的天然气水合物勘探方法，用地震反射数据进行研究是水合物先期研究的重点工作，主要是利用似海底反射层BSR作为识别水合物的地震标志。但不是所有的BSR都与水合物有关。与成岩作用有关的BSR，也具有类似的地震反射特征，强反射、斜切等时地层，与海底大致平行。目前对BSR的地震研究一般很少重视除振幅外的其他属性。
另外，目前对BSR的地震研究一般是通过解释二维地震剖面和研究与BSR相交的等时地层的平面图来分析BSR的分布特征，这种方法不能直观地反应BSR在三维空间的分布特征，且作图任务繁重，需要解释大量与BSR相交的等时地层反射层，制作不同反射层的平面图来得到BSR在不同深度的分布范围。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法，是一种确定BSR及下伏强振幅带是否与水合物及下伏游离气有关、高效率精细刻画水合物底界BSR及下伏游离气区FGZs的空间展布特征的方法。
其具体技术方案为：
一种高效的海洋水合物地震研究方法，包括以下步骤：
步骤①：在工区主测线和联络测线方向分别选取具有BSR反射特征的地震剖面各两条；
步骤②：提取这四条地震剖面对应的视极性属性体；
步骤③：判断BSR是否与水合物有关：若BSR为正极性则说明其与水合物无关，结束水合物研究；若BSR为负极性，则说明其与水合物有关，可以进行水合物研究，继续进行下面④-⑦步骤；
步骤④：提取地震数据体的视极性属性体；
步骤⑤：BSR代表水合物底界，为水合物和下伏游离气的相界面，在分辨率较高的地震数据上，BSR会表现出不连续的阶梯状、叠瓦状特征，大网格地震解释后进行空间插值会造成解释结果的偏差。因此，需要在工区内对BSR反射层进行小网格2*2精细地震解释、追踪，在解释网格的基础上进行线性插值，制作BSR的时间构造平面图；线性插值即曲线y＝f(x)上两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2)之间用直线y＝ax+b代替。
步骤⑥：在BSR时间构造平面图的基础上制作包含信息量远大于常规等时地层平面图的BSR的均方根(Root-Mean-Square：RMS)振幅属性平面图，时窗范围选择BSR上下各5ms，高效率刻画水合物底界在不同深度的分布特征；
RMS振幅是指在某一点将指定时窗内的振幅值的平方的平均值再开平方，对较大的振幅非常敏感，可用于识别亮点、暗点，指示烃类等。
式中，ai为瞬时振幅。
步骤⑦：利用视极性属性体结合地震剖面判断BSR下伏强振幅带是否为游离气FGZs，负极性说明为游离气FGZs，统计BSR反射层下部的游离气FGZs分布的最大时窗范围Tmax；
步骤⑧：通过提取BSR反射层到下部Tmax时窗范围内的RMS振幅属性平面图，得到下伏游离气区(Free Gas Zones:FGZs)的分布特征。
进一步，步骤①中所述BSR反射特征包括斜切等时地层、强振幅、近似平行于海底。
进一步，所述步骤②③通过提取地震数据的视极性属性，来辅助判断剖面上的BSR是否与水合物有关。成岩作用也可能类似BSR的反射轴发生，在地震剖面上，成岩作用导致的BSR也表现为斜切等时地层、强振幅、与海底大致平行等特征。通过提取不同地震属性进行对比分析，发现视极性属性能够有效判断BSR类型。视极性属性是实地震道的符号位，假设零相位子波、视极性与反射系数的极性相同，通常用于振幅异常的品质分析。水合物相关的BSR反射层具有负视极性，而成岩作用相关的BSR反射层具有正视极性。
进一步，步骤⑧所制作的反映FGZs分布特征的RMS振幅属性图中，并不是所有强振幅反射区都是FGZs的分布范围，需要结合视极性属性体进一步判断，RMS振幅图上具有负视极性的强振幅区才是FGZs的分布范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)由于不是所有的BSR及下伏强振幅带都与水合物和下伏游离气区FGZs有关。与成岩作用有关的BSR，也具有类似的地震反射特征。通过优选视极性属性剖面，结合地震剖面特征进行判断，若BSR和下伏强振幅带表现为强的负视极性，则能够确定BSR与水合物相关，且下部强振幅带为FGZs；
(2)制作BSR的地震属性平面图来代替大量的等时地层反射层平面图，提供了一种高效率刻画水合物底界在不同深度分布特征的方法，能够反映BSR反射层的空间展布特征。而常规等时地震层位的属性平面图只能反映BSR在某一深度的特征，因此需要追踪、解释大量的地震等时层位来了解BSR在不同深度的平面分布特征；
(3)通过选取BSR下部合适时窗范围，制作反映FGZs分布范围的RMS振幅属性平面图。
附图说明
图1为本发明高效的海洋水合物地震研究方法流程图。
图2为BSR的剖面特征，其中图2(a)地震剖面；图2(b)视极性属性剖面。
图3为线性插值示意图。
图4(a)BSR的RMS属性平面图，图4(b)地震剖面显示BSR及下伏强振幅FGZ。
图5为BSR至下部50ms时窗内的RMS属性图，显示FGZs分布特征。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实例进一步阐述本发明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法。
此种高效的海洋天然气水合物地震研究方法步骤如下：
步骤①：在工区主测线和联络测线方向分别选取具有BSR反射特征(斜切等时地层、强振幅、与海底大致平行)的地震剖面各两条；
步骤②：提取这四条地震剖面对应的视极性属性体；
步骤③：判断BSR是否与水合物有关：
若BSR为正极性则说明其与水合物无关，结束水合物研究；
若BSR为负极性，则说明其与水合物有关，可以进行水合物研究，继续进行下面④-⑦步骤；
步骤④：提取地震数据体的视极性属性体；
步骤⑤：在工区内对BSR反射层进行小网格2*2精细地震解释、追踪，在解释网格的基础上进行线性插值，制作BSR的时间构造平面图；
步骤⑥：在BSR时间构造平面图的基础上制作包含信息量远大于常规等时地层平面图的BSR的均方根(Root-Mean-Square：RMS)振幅属性平面图，时窗范围选择BSR上下各5ms，高效率刻画水合物底界在不同深度的分布特征；
步骤⑦：利用视极性属性体结合地震剖面判断BSR下伏强振幅带是否为游离气FGZs，负极性说明为游离气FGZs，统计BSR反射层下部的游离气FGZs分布的最大时窗范围Tmax；
步骤⑧：通过提取BSR反射层到下部Tmax时窗范围内的RMS振幅属性平面图，得到下伏游离气区(Free Gas Zones:FGZs)的分布特征。
按照以上方法得到了西非Mauritania海域的水合物体系特征。图1显示该地区BSR及下伏强振幅带具有负视极性，表明其与水合物及下伏游离气FGZs有关；通过对BSR进行全区追踪、解释，得到了BSR的RMS属性平面图，显示了BSR在底辟构造顶部的条带状分布特征；通过在BSR至下伏50ms的时窗范围内提取RMS属性平面图，得到了BSR下伏游离气FGZs的分布范围，与BSR分布特征相似，FGZ也在底辟构造顶部分布，显示受底辟构造的控制。
以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤①：在工区主测线和联络测线方向分别选取具有BSR反射特征的地震剖面各两条；
步骤②：提取这四条地震剖面对应的视极性属性体；
步骤③：判断BSR是否与水合物有关：若BSR为正极性则说明其与水合物无关，结束水合物研究；若BSR为负极性，则说明其与水合物有关，则进行水合物研究，继续进行下面④-⑦步骤；
步骤④：提取地震数据体的视极性属性体；
步骤⑤：BSR代表水合物底界，为水合物和下伏游离气的相界面，在分辨率较高的地震数据上，BSR会表现出不连续的阶梯状、叠瓦状特征，大网格地震解释后进行空间插值会造成解释结果的偏差，需要在工区内对BSR反射层进行小网格2*2精细地震解释、追踪，在解释网格的基础上进行线性插值，制作BSR的时间构造平面图；
线性插值即曲线y＝f(x)上两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2)之间用直线y＝ax+b代替；
步骤⑥：在BSR时间构造平面图的基础上制作包含信息量远大于常规等时地层平面图的BSR的均方根振幅属性平面图，时窗范围选择BSR上下各5ms，高效率刻画水合物底界在不同深度的分布特征；
RMS振幅是指在某一点将指定时窗内的振幅值的平方的平均值再开平方，对较大的振幅非常敏感，能用于识别亮点、暗点，指示烃类；
式中，ai为瞬时振幅；
步骤⑦：利用视极性属性体结合地震剖面判断BSR下伏强振幅带是否为游离气区，负极性说明为游离气区，统计BSR反射层下部的游离气区分布的最大时窗范围Tmax；
步骤⑧：通过提取BSR反射层到下部Tmax时窗范围内的RMS振幅属性平面图，得到下伏游离气区的分布特征。
2.根据权利要求1所述的一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法，其特征在于，步骤①中所述BSR反射特征包括斜切等时地层、强振幅、近似平行于海底。
3.根据权利要求1所述的一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法，其特征在于，所述步骤②③通过提取地震数据的视极性属性，来辅助判断剖面上的BSR是否与水合物有关；成岩作用也可能类似BSR的反射轴发生，在地震剖面上，成岩作用导致的BSR也表现为斜切等时地层、强振幅、与海底大致平行的特征，通过提取不同地震属性进行对比分析，发现视极性属性能够有效判断BSR类型，视极性属性是实地震道的符号位，假设零相位子波、视极性与反射系数的极性相同，通常用于振幅异常的品质分析，水合物相关的BSR反射层具有负视极性，而成岩作用相关的BSR反射层具有正视极性。
4.根据权利要求1所述的一种高效的海洋天然气水合物地震研究方法，其特征在于，步骤⑧所制作的反映FGZs分布特征的RMS振幅属性图中，并不是所有强振幅反射区都是FGZs的分布范围，需要结合视极性属性体进一步判断，RMS振幅图上具有负视极性的强振幅区才是FGZs的分布范围。
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