發(fā)布時(shí)間：2020-11-16 07:55

【摘要】：天然氣水合物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)水合物)是一種儲(chǔ)量巨大、潔凈的新型替代能源,我國(guó)已在祁連山凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)并鉆獲了實(shí)物樣品。與國(guó)外極地凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)的水合物相比,祁連山凍土區(qū)水合物成藏規(guī)律和控制因素更為復(fù)雜,使得野外地球物理勘探方法遇到了困難,而基于巖石物理的數(shù)值模擬是一種研究水合物儲(chǔ)層地球物理響應(yīng)特征的有效手段。本文依據(jù)祁連山凍土區(qū)水合物的實(shí)際賦存地質(zhì)條件,基于不同的地球物理方法進(jìn)行建模,并利用建立的模型開(kāi)展數(shù)值模擬,對(duì)水合物儲(chǔ)層的地球物理響應(yīng)特征進(jìn)行了探索。利用有限單元法(FEM)通過(guò)對(duì)水合物儲(chǔ)層電阻率、賦存規(guī)模、埋深變化時(shí)的音頻大地電磁測(cè)深(AMT)響應(yīng)特征進(jìn)行模擬,結(jié)果表明孔隙度小于5%、水合物飽和度大于70%、賦存規(guī)模小于50m、埋深超過(guò)500m時(shí),AMT方法難以識(shí)別與圈定水合物儲(chǔ)層;利用非線性共軛梯度算法(NLCG)通過(guò)對(duì)不同測(cè)線長(zhǎng)度、測(cè)點(diǎn)間距、頻點(diǎn)數(shù)對(duì)水合物儲(chǔ)層的AMT反演結(jié)果影響規(guī)律進(jìn)行模擬,結(jié)果表明在水合物可能賦存區(qū)域,最佳的采集參數(shù)為:3倍區(qū)域?qū)挾鹊臏y(cè)線長(zhǎng)度,11個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù),4個(gè)高頻段(100~1000Hz)的頻點(diǎn)數(shù)。利用基于巖石物理模型的等效介質(zhì)理論建立的正演模擬速度模型和射線追蹤理論,對(duì)水合物儲(chǔ)層孔隙度、層厚、水合物飽和度變化時(shí)的地震反射波振幅隨偏移距變化(AVO)的響應(yīng)特征進(jìn)行模擬,結(jié)果表明孔隙度變化對(duì)AVO屬性的分區(qū)較好,水合物飽和度變化對(duì)AVO屬性的區(qū)分空間較小,層厚變化與AVO屬性呈線性關(guān)系;由水合物儲(chǔ)層水合物飽和度和巖性的變化對(duì)不同彈性參數(shù)敏感性的模擬結(jié)果可知,μ-E交會(huì)圖識(shí)別水合物儲(chǔ)層效果良好,μ和λ/μ進(jìn)行交會(huì)可區(qū)分水合物儲(chǔ)層巖性。基于等效介質(zhì)理論的彈性波速度模型和兩端元層狀介質(zhì)模型,分別對(duì)孔隙和裂縫充填型水合物儲(chǔ)層的聲波速度和水合物飽和度特征進(jìn)行模擬,結(jié)果表明DKXX-13孔為典型孔隙充填型水合物儲(chǔ)層,水合物飽和度變化范圍為13.0~85.0%,平均值為61.9%,與利用標(biāo)準(zhǔn)阿爾奇公式估算的結(jié)果基本一致;DKXX-19孔為典型裂縫充填型水合物儲(chǔ)層,水合物飽和度變化范圍為14.1~89.9%,平均值為69.4%。祁連山凍土區(qū)水合物儲(chǔ)層地球物理響應(yīng)特征的獲取,對(duì)于指導(dǎo)野外水合物地球物理勘查和實(shí)測(cè)資料的處理與解釋具有重要意義,為我國(guó)凍土區(qū)水合物資源的勘探開(kāi)發(fā)提供了切實(shí)可行的技術(shù)保障。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P618.13;P631
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 選題意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 天然氣水合物AMT數(shù)值模擬
        1.2.2 天然氣水合物AVO數(shù)值模擬
        1.2.3 天然氣水合物聲波測(cè)井?dāng)?shù)值模擬
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    1.5 發(fā)表文章
第二章 天然氣水合物成藏地質(zhì)條件
    2.1 區(qū)域地質(zhì)及天然氣水合物鉆探工程概況
        2.1.1 區(qū)域構(gòu)造背景
        2.1.2 地層概況
        2.1.3 天然氣水合物鉆探概況
    2.2 天然氣水合物地質(zhì)條件
        2.2.1 構(gòu)造條件
        2.2.2 沉積條件
        2.2.3 氣源條件
第三章 天然氣水合物AMT數(shù)值模擬研究
    3.1AMT工作方法及數(shù)值模擬理論
        3.1.1 AMT工作方法
        3.1.2 AMT數(shù)值模擬理論
    3.2 地層電性關(guān)系研究
        3.2.1 電阻率計(jì)算模型
        3.2.2 地電模型
    3.3 天然氣水合物儲(chǔ)層AMT響應(yīng)特征研究
        3.3.1 天然氣水合物層狀地層模型響應(yīng)特征
        3.3.2 天然氣水合物高阻異常體模型響應(yīng)特征
    3.4 采集參數(shù)對(duì)AMT反演結(jié)果的影響研究
        3.4.1 天然氣水合物典型高阻異常體正演模擬
        3.4.2 測(cè)線長(zhǎng)度
        3.4.3 點(diǎn)距
        3.4.4 頻點(diǎn)數(shù)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 天然氣水合物AVO數(shù)值模擬研究
    4.1 AVO數(shù)值模擬技術(shù)
        4.1.1 AVO基礎(chǔ)理論
        4.1.2 經(jīng)典近似公式
    4.2 天然氣水合物地層物性參數(shù)研究
        4.2.1 天然氣水合物巖石微觀模型
        4.2.2 天然氣水合物微觀模型速度分析
        4.2.3 天然氣水合物儲(chǔ)層正演模擬速度模型
        4.2.4 天然氣水合物儲(chǔ)層基本模型
    4.3 AVO正演響應(yīng)規(guī)律研究
        4.3.1 AVO屬性提取
        4.3.2 斜率、截距特征
        4.3.3 反射系數(shù)特征
    4.4 彈性參數(shù)敏感性研究
        4.4.1 天然氣水合物儲(chǔ)層識(shí)別敏感參數(shù)
        4.4.2 巖性區(qū)分敏感參數(shù)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 天然氣水合物聲波測(cè)井?dāng)?shù)值模擬研究
    5.1 聲波測(cè)井?dāng)?shù)值模擬技術(shù)
        5.1.1 孔隙型儲(chǔ)層數(shù)值模擬
        5.1.2 裂縫型儲(chǔ)層數(shù)值模擬
    5.2 孔隙型儲(chǔ)層聲波速度與天然氣水合物飽和度估算研究
        5.2.1 DKXX-13孔測(cè)井資料分析
        5.2.2 聲波速度特征分析
        5.2.3 天然氣水合物飽和度估算
    5.3 裂縫型儲(chǔ)層聲波速度與天然氣水合物飽和度估算研究
        5.3.1 DKXX-19孔測(cè)井資料分析
        5.3.2 聲波速度特征分析
        5.3.3 天然氣水合物飽和度估算
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論和認(rèn)識(shí)
    6.2 下一步工作
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷以及攻讀學(xué)位期間主要研究成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2885821