南海东北部海域XN区块天然气水合物资源综合预测与评价

论文摘要

天然气水合物资源量丰富、高效清洁,被认为是21世纪最有希望接替煤炭、石油、天然气等常规化石燃料的新能源。但是天然气水合物产出状态有块状、脉状、结核状、团块状和薄层状等多种类型,而且天然气水合物的分布具有很强的横向不均一性,这增加天然气水合物储层精细刻画及资源量准确计算的难度及不确定性。近年来,广州海洋地质调查局在南海东北部XN海域开展了大量的地质地球物理调查并实施了多次钻探,积累了丰富的地质、地球物理资料,为解决这一问题提供了良好的基础资料。本次研究基于地质、地球物理资料,采用构造地质学、沉积地质学、层序地层学和天然气水合物成藏的地质理论相结合的方法,通过地震数据的精细解释、钻井测井数据的深入分析,取得一些认识。以海底沉积物中有机质-甲烷-天然气水合物体系生物地球化学反应,水溶气—游离气—天然气水合物之间的动态转化等一系列动力学过程为纲,建立天然气水合物成藏动力学数值模型,实现了宏观盆地演化动力学模型与微观物质输运-反应动力学模型的耦合。形成了适合研究区的集多学科、多研究手段于一体的天然气水合物“成矿条件分析-钻前预测-钻后评价-资源量计算”评价体系,为揭示天然气水合物分布规律、评价天然气水合物有利目标、指导规模找矿提供了有力支撑。计算得到研究区天然气水合物地质储量超千亿立方米天然气,相当于特大型常规天然气田,资源前景良好,可作为天然气水合物未来开发的有利区域。根据储层的特性,并指出“地层流体抽取法”可能是最适用于试采的技术方法,也是实现达到降本增效、安全开发有效途径。此外,本文在天然气水合物储层精细刻画的技术体系上也取得创新性突破。依据对天然气水合物较为敏感的速度、能量半衰时、三瞬属性、AVO等地震属性,结合OBS横波变化信息,联合无井叠后波阻抗反演与无井叠前同时反演方法,对天然气水合物矿体进行定量预测,形成了一套从定性到定量的天然气水合物钻前预测方法。同时,钻后综合评价结果显示,测井约束稀疏脉冲波阻抗反演结果具有良好的分辨率与预测精度,随机模拟反演则充分利用测井数据的垂向高分辨率和地震数据的横向高分辨率优势,进一步提高了矿体垂向预测精度,两种反演方法结合利用能够更为准确地圈定天然气水合物矿藏范围,为天然气水合物钻后评价提供技术支撑。且孔隙度、饱和度解释模型对比研究结果表明,密度孔隙度、声波孔隙度模型与双水饱和度模型是适合本研究区的测井解释模型,为天然气水合物储层的孔隙度、饱和度等重要物性参数的准确计算提供强有力的保障。通过地质认识、理论以及技术方法的创新,对研究区天然气水合物资源进行综合预测与评价,经对比实际钻探及试采结果,论文研究总结出一套适合本区的天然气水合物资源综合钻前预测和钻后评价技术方法体系,希望能够为本区下一步的精准勘探与后期开发提供科学决策依据,同时也希望能够为其它海域的天然气水合物资源综合预测和评价提供借鉴,从而达到提高勘探成效、减少勘探风险、降低勘探成本的目的。

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作者简历

摘要

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第一章绪论

1.1 研究意义与选题依据

1.1.1 研究意义

1.1.2 选题依据

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 主要研究内容及创新性成果

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 研究技术路线

1.3.3 创新性成果

第二章研究区天然气水合物区域地质背景

2.1 区域地质构造背景

2.1.1 地质概况

2.1.2 地形地貌特征

2.1.3 地层特征

2.1.4 构造特征

2.2 沉积特征

2.2.1 沉积相

2.2.2 沉积速率

2.2.3 沉积物类型

2.2.4 自生矿物

2.3 成藏地质要素

2.3.1 成藏的气源条件

2.3.2 成藏的稳定条件

2.3.3 成藏的构造条件

2.3.4 成藏的储集条件

2.4 地球化学特征

2.4.1 沉积物力学性质和粒度特征

2.4.2 沉积物矿物学特征

2.4.3 沉积物地球化学特征

2.5 小结

第三章天然气水合物成矿数值模拟研究

3.1 天然气水合物成矿过程的概念模型与数值模型

3.1.1 宏观地质演化与天然气水合物成矿

3.1.2 微观物质能量演化与天然气水合物成矿

3.2 典型剖面天然气水合物成矿模拟及参数选取

3.2.1 模拟流程

3.2.2 模拟参数选取

3.3 研究区天然气水合物成矿模拟结果分析

3.3.1 有机质热演化与气源供应

3.3.2 流体动力场演化与含甲烷气体运移

3.3.3 温压场演化

3.3.4 天然气水合物的动态聚集

3.4 南海东北部海域天然气水合物成藏分布特征

3.5 小结

第四章天然气水合物钻前综合预测

4.1 天然气水合物储层地震响应特征

4.1.1 BSR分布规律

4.1.2 BSR特征

4.1.3 速度特征

4.1.4 地震属性特征

4.2 地震速度属性精细分析

4.2.1 层速度精细分析

4.2.2 OBS资料速度分析

4.3 AVO属性分析

4.3.1 AVO属性分析

4.3.2 AVO属性优选

4.4 波阻抗反演预测

4.4.1 无井叠后波阻抗反演

4.4.2 无井叠前同时反演

4.5 钻前预测效果分析

4.6 小结

第五章天然气水合物钻后测井评价

5.1 钻孔测井数据预处理

5.2 天然气水合物测井响应特征

5.3 测井评价模型及参数确定

5.3.1 孔隙度解释模型与参数确定

5.3.2 饱和度解释模型与参数确定

5.4 天然气水合物钻井解释评价

5.4.1 W05 井测井解释结果

5.4.2 W08 井测井解释结果

5.5 钻后测井评价效果分析

5.6 小结

第六章天然气水合物储层精细评价

6.1 稀疏脉冲波阻抗反演

6.1.1 测井曲线整理

6.1.2 控制模型层位解释

6.1.3 井震标定与子波估算

6.1.4 地质建模

6.1.5 效果分析

6.2 随机反演

6.2.1 原理及流程

6.2.2 效果分析

6.3 孔隙度、电阻率及饱和度反演

6.3.1 原理及方法

6.3.2 效果分析

6.4 钻后综合评价

6.4.1 钻后评价

6.4.2 钻前钻后对比

6.5 小结

第七章研究区天然气水合物资源前景

7.1 天然气水合物矿藏地质特征

7.1.1 垂向分布特征

7.1.2 平面分布特征

7.2 成因模式探讨

7.2.1 扩散型成因模式

7.2.2 渗漏型成因模式

7.3 开发利用前景

7.3.1 天然气水合物地质储量计算

7.3.2 天然气水合物开发利用前景

7.4 小结

第八章结论与建议

致谢

参考文献

文章来源

类型: 博士论文

作者: 沙志彬

导师: 吕万军,张光学

关键词: 天然气水合物,数值模拟,地震反演,综合预测与评价,南海东北部

来源: 中国地质大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,地球物理学,石油天然气工业,矿业工程

单位: 中国地质大学

分类号: P618.13;P631.46

DOI: 10.27492/d.cnki.gzdzu.2019.000126

总页数: 155

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