天然气水合物储层特性与定量评价

本书总结团队多年来关于我国南海与国际海域天然气水合物富集特征差异、储层物性反演与定量评价方法的研究成果，围绕海域天然气水合物地球物理识别与评价面临的科学难题，开展了天然气水合物岩石物理分析，系统梳理了多类型天然气水合物储层物性的定量评价技术，创建了基于统计学反演、多属性融合与循环迭代的多类型天然气水合物储层物性的高分辨率预测方法与空间分布精细刻画技术，揭示了南海细粒沉积物天然气水合物富集特征，提出天然气水合物-游离气共存类型、识别技术与评价方法，实现了理论和技术在南海天然气水合物勘探试采中的应用，可为我国天然气水合物储层精细评价研究提供科学理论与技术参考。
本书可供石油地质、海洋地质和环境地质等相关专业高年级本科生、研究生，海洋研究所、石油公司和工业部门从事地质、海底矿产资源研究的有关人员参考。

第1章天然气水合物概况1
1.1天然气水合物基本性质1
1.1.1天然气水合物物理特性1
1.1.2天然气水合物微观形态2
1.1.3天然气水合物成藏系统4
1.2天然气水合物富集成藏的关键控制因素5
1.2.1天然气水合物稳定带5
1.2.2气源条件10
1.2.3流体运移13
1.2.4储层条件17
1.2.5淡水与时间21
1.3天然气水合物研究中的热点问题22
1.3.1天然气水合物与海底稳定性22
1.3.2天然气水合物与气候变化25
1.3.3天然气水合物动态成藏27
1.4天然气水合物资源勘探与开发30
第2章天然气水合物层的岩石物理模型33
2.1天然气水合物与沉积物微观接触类型33
2.2天然气水合物层速度模型35
2.2.1三相时间平均方程35
2.2.2三相伍德（Wood）方程36
2.2.3三相时间平均-伍德加权方程37
2.2.4四相加权方程37
2.2.5双相介质速度模型38
2.2.6三相Biot方程与简化三相Biot速度模型39
2.2.7Kuster-Toks.z（KT）模型41
2.2.8改进的Biot-Gassmann模型42
2.2.9部分含气沉积物速度模型（White模型）43
2.2.10层状介质速度模型45
2.3沉积物颗粒与天然气水合物微观结构模型48
2.3.1弹性边界48
2.3.2有效介质模型50
2.3.3广义有效介质理论54
2.3.4自洽模型和微分有效介质模型57
2.4天然气水合物层电阻率模型59
2.4.1各向同性电阻率模型59
2.4.2各向异性电阻率模型62
2.4.3各向异性电阻率与速度联合65
2.5岩石物理交会分析66
2.5.1非天然气水合物异常层识别66
2.5.2孔隙充填型天然气水合物层识别68
2.5.3裂隙充填型天然气水合物层识别75
第3章天然气水合物测井方法与响应81
3.1天然气水合物测井的研究历程81
3.2电缆测井82
3.3随钻测井87
3.3.1geoVISION随钻侧向电阻率成像测井89
3.3.2SonicScope多极子随钻声波测井92
3.3.3proVISION随钻核磁测井95
3.4NeoScope无化学源随钻地层测井99
3.5StethoScope随钻地层压力测量101
3.6TeleScope随钻高速遥测102
3.7天然气水合物层的测井响应102
3.8多类型天然气水合物测井异常识别及应用104
3.8.1低饱和度孔隙充填型天然气水合物104
3.8.2中等饱和度孔隙充填型天然气水合物105
3.8.3高饱和度孔隙充填型天然气水合物106
3.8.4低饱和度裂隙充填型天然气水合物108
3.8.5中等.高饱和度裂隙充填型天然气水合物109
3.8.6未固结碳酸盐发育区天然气水合物识别109
3.8.7伽马测井识别天然气水合物储层类型112
3.8.8电阻率成像测井的应用115
3.8.9核磁共振测井的应用121
第4章天然气水合物地球物理勘探与指示124
4.1天然气水合物的地球物理勘探124
4.1.1天然气水合物地球物理勘探目的124
4.1.2多道反射地震勘探126
4.1.3海底地震勘探128
4.1.4垂直地震剖面勘探128
4.1.5海洋可控源电磁勘探133
4.1.6红外热成像135
4.1.7测井勘探138
4.2天然气水合物层的地球物理与地质指示139
4.2.1似海底反射139
4.2.2强振幅反射148
4.2.3地震烟囱与空白反射151
4.2.4天然气水合物丘152
4.2.5麻坑153
4.2.6盐底辟或泥底辟165
第5章孔隙充填型天然气水合物储层特性及定量评价168
5.1孔隙充填型天然气水合物储层特性168
5.1.1天然气水合物层岩性与富集差异168
5.1.2天然气水合物层地震识别169
5.2储层物性的纵波阻抗反演171
5.2.1稀疏脉冲反演172
5.2.2宽频无井反演180
5.3电阻率与纵波阻抗反演储层物性及定量评价183
5.3.1阿尔奇方程与纵波阻抗联合计算饱和度183
5.3.2纵波阻抗计算天然气水合物饱和度185
5.4循环迭代正演模拟计算饱和度187
5.4.1循环迭代正演模拟方法187
5.4.2天然气水合物储层物性反演190
5.4.3天然气水合物储层的物性差异192
5.4.4天然气水合物饱和度计算与对比194
5.5储层物性的叠后统计学反演195
5.5.1统计学方法原理196
5.5.2划分岩相和统计学反演的关键流程200
5.5.3叠后统计学反演参数确定203
5.5.4地质统计学协模拟储层物性参数209
5.5.5统计学反演储层物性的空间刻画212
5.6储层物性的叠前弹性阻抗反演214
5.6.1弹性阻抗反演理论基础214
5.6.2弹性阻抗反演应用216
5.7储层物性的叠前多参数同时反演219
5.7.1叠前同时反演基本原理219
5.7.2叠前同时反演流程220
5.7.3叠前同时反演储层物性229
5.7.4岩相流体概率分析232
5.8全波形反演234
第6章裂隙充填型天然气水合物的储层特性与定量评价241
6.1裂隙充填型天然气水合物分布241
6.2裂隙充填型天然气水合物储层特性与分析243
6.2.1烟囱结构的裂隙充填型天然气水合物244
6.2.2层控的裂隙充填型天然气水合物253
6.3裂隙充填型天然气水合物层的岩石物理模型257
6.4裂隙充填型天然气水合物储层特性的定量评价257
6.4.1各向异性电阻率模型258
6.4.2各向异性速度模型258
6.4.3电阻率与纵波速度联合模型259
6.4.4纵波与横波速度联合模型261
6.4.5储层各向异性的地质统计学反演263
6.4.6多属性融合的储层非均质性反演267
6.5含天然气水合物层裂隙的定量分析273
6.5.1含裂隙层的地震波数值模拟响应特征273
6.5.2X射线成像分析280
第7章天然气水合物层AVO分析与定量评价283
7.1AVO分析方法283
7.1.1AVO正演模拟283
7.1.2Aki-Richards近似方程284
7.1.3Lambda-mu-rho分析285
7.2天然气水合物.游离气层的地质模型285
7.3天然气水合物层速度正演模拟分析287
7.3.1不同赋存模式天然气水合物层速度正演模拟287
7.3.2不同赋存形态游离气层正演模拟与分析294
7.4天然气水合物层AVO正演响应特征分析299
7.4.1地震分辨率分析299
7.4.2天然气水合物-游离气共存层AVO响应特征300
7.4.3天然气水合物-游离气层AVO响应模拟分析301
7.5AVO属性分析与应用307
7.5.1不同储层的纵横波速度比分析307
7.5.2多参数交会分析310
7.5.3AVO属性反演320
7.6AVO叠前道集预测饱和度321
7.6.1地震数据与处理321
7.6.2测井数据分析322
7.6.3井震标定323
7.6.4理论AVO曲线分析323
7.6.5实际地震数据AVO曲线325
7.6.6天然气水合物和游离气饱和度预测326
7.6.7孔隙度对饱和度预测的影响326
第8章天然气水合物与游离气共存层的识别与定量评价329
8.1天然气水合物与游离气共存329
8.1.1共存类型329
8.1.2共存发现过程331
8.2天然气水合物与游离气共存的异常特征及识别332
8.2.1Type1型低饱和度泥质储层BSR处共存332
8.2.2Type2型冷泉区中等-高饱和度泥质储层共存336
8.2.3Type3型中等饱和度粉砂储层BSR下孔隙内共存343
8.2.4Type3型中等饱和度泥质储层BSR下裂隙内共存347
8.2.5Type4型中等-高饱和度砂质储层快速沉积区共存352
8.3天然气水合物与游离气共存的岩石物理模型355
8.3.1孔隙充填型天然气水合物与游离气共存模型355
8.3.2裂隙充填型天然气水合物与游离气共存模型356
8.4天然气水合物与游离气共存层的定量评价356
8.4.1电阻率计算饱和度356
8.4.2纵波与横速度计算饱和度357
8.4.3纵横速度联合计算饱和度358
8.5天然气水合物与游离气共存的控制因素及研究意义359
8.5.1天然气水合物与游离气共存的控制因素359
8.5.2天然气水合物与游离气共存的研究意义361
参考文献363