海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析

• 作者: 张如伟 张宝金 文鹏飞 李洪奇
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 天然气水合物 有效介质理论 BISQ模型 速度频散 地震衰减
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 应用地球物理学
• 页码范围: 3417-3427
• 页数: 11页
• 分类号: P631
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg20160924

摘要

随着水合物含量的增加,往往会引起纵、横波速度的增加,同时也会引起衰减的变化.针对含水合物沉积层的速度频散与衰减特征分析,有助于水合物含量的估计.本文以有效介质理论模型(EMT)为基础,研究了海洋未固结含水合物沉积层的纵、横波速度的非线性变化趋势.同时采用BISQ模型替代有效介质模型中的Gassmann方程,具体分析了全频带范围内海洋含水合物沉积层的速度频散与衰减特征.采用该模型,速度与衰减均随着水合物含量的增加而增加,且岩石孔隙度与泥质含量对衰减系数的影响较小.针对大洋钻探计划(ODP)164航次的实际数据,运用该模型方程计算采用声波测井数据(20 kHz)与VSP数据(100 Hz),分别获取了水合物稳定带的饱和度数据,平均在5％～7％之间,由于速度频散的影响,VSP估算结果要弱低于声波测井估算数据,均与实测保压取芯的甲烷含量数据、他人研究成果以及神经网络趋势预测结果均有着较好的一致性.对南海神狐海域三口钻位开展了水合物含量预测,与保压取芯结果有着较好的吻合关系.同时基于层剥离法提取该区域某地震测线BSR层的等效Q值,采用本文方法估算了该区域的等效天然气水合物含量15％～30％.数值模拟与实际应用结果表明:含水合物沉积层的速度频散与衰减特征均随着水合物含量的变化而变化,联合利用这一些变化特征,有助于天然气水合物含量的估计.