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期刊信息/Journal information
地质学报
中国地质学会
地质学报

中国地质学会

陈毓川

月刊

0001-5717

dizhixuebao@163.com

010-68312410

100037

北京阜成门外百万庄路26号

地质学报/Journal Acta Geologica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为学术性刊物。刊登地质学及其相关学科的领域的研究成果，涉及地层学、古生物学、矿物岩石学、地球化学、构造地质、水文地质、第四纪地质等方面。读者对象为地质科学研究人员及地质院校师生。
正式出版
收录年代

    高精度小三维地震采集技术在深水天然气水合物勘探中的应用

    周大森杨册曾宪军勾丽敏...
    2678-2685页
    查看更多>>摘要：本文针对常规二维地震探测和传统油气三维地震探测均无法满足水合物高分辨率勘探和矿体精细描述的需求的问题,研发了一套高精度小三维地震采集系统,以及与之匹配的小三维地震观测系统和施工技术方法.经过多次海试不断改进优化,最终形成一套满足深水浅层水合物矿体高精度、高分辨率成像需求的天然气水合物小三维地震采集技术,并在生产工区完成满覆盖50 km2的三维地震采集作业.该技术采集数据质量高,具有更高的空间采样率,叠加剖面在横向、纵向分辨率上相对常规三维地震都有显著提升,在300 m以浅地层细节刻画能力更强,成像清晰度优.该技术的研发打破了天然气水合物勘查开发核心技术装备受制于人的被动局面,为我国天然气水合物精细勘查开发提供了技术支撑.

    天然气水合物高精度小三维地震勘探系统清晰成像天然气水合物精细勘查

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    天然气水合物勘探中OBS资料地震干涉法技术

    陈学磊王祥春刘振东陈凤英...
    2686-2693页
    查看更多>>摘要：OBS(ocean bottom seismometer,海底地震仪)勘探主要应用于天然气水合物的勘探和识别.由于在实际勘探中,尤其是在深水区域,震源和OBS之间存在高度差异,因此OBS数据无法使用常规方法进行处理成像.地震干涉法是对两个检波器接收到的信号进行互相关运算,得到炮检点均位于同一平面内新的虚源记录,在处理虚源记录时可以使用陆地速度分析的方法得到速度信息,并且该方法在处理数据时,可同时使用直达波和多次波进行处理,具有充分利用波场信息的特点.本文将地震干涉法引入OBS数据成像处理中,实际OBS资料数据处理结果显示,该方法得到的结果其成像精度高于多次波镜像偏移,而且本文方法更具处理效率优势.

    地震干涉法天然气水合物OBS互相关

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    南海神狐海域天然气水合物及气源条件海洋可控源电磁成像

    景建恩赵庆献罗贤虎刘成功...
    2694-2708页
    查看更多>>摘要：地震剖面的似海底反射(BSR)指示了天然气水合物的底边界,并已得到钻探的验证.南海神狐海域是天然气水合物(简称水合物)研究的热点区域.然而,由于地质构造的复杂性且钻井数量有限,仅仅依靠地震与钻探研究不能完全描述区内天然气水合物及气源通道的分布.含水合物地层比围岩具有更高的电阻率,海洋可控源电磁(MCSEM)数据获得的电阻率能为水合物和气源通道检测提供重要依据.本文在神狐海域开展MCSEM探测研究,沿一条测线采集了15个站位的海洋可控源电磁场数据,通过数据处理与二维反演,实现了研究区海底二维电阻率成像.然后,通过灵敏度分析,检验了MCSEM反演结果的可靠性.结合SH-W07-2016随钻测井(LWD)和地震数据,对二维电阻率剖面进行解释,推断了剖面上水合物和游离气分布,划分了两种形式的水合物储层结构,分析了其构造成因.

    海洋可控源电磁天然气水合物神狐海域二维反演电阻率模型

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    基于随钻电阻率测井的天然气水合物赋存类型的识别方法

    龚智王秀娟周吉林邓炜...
    2709-2722页
    查看更多>>摘要：海洋天然气水合物赋存类型多样,识别赋存类型对精准评价水合物的储层物性及资源量具有重要意义.随钻测井与岩芯联合能定量计算水合物储层特性,但水合物取芯难度大、成本高,大量钻井仅实施了部分取芯或无取芯.环形电阻率与速度联合能识别含水合物层,但研究发现裂隙充填型与孔隙充填型水合物可能都具有高环形电阻率和高纵波速度测井响应,二者联合难以直接识别水合物赋存类型.本文分析了不同源距的电磁波电阻率,通过不同电阻率参数的交会分析,发现在裂隙充填型水合物地层,不同源距的高频电磁波电阻率存在明显的分离,高频相位电阻率中最为显著,而在孔隙充填型水合物地层中,电磁波电阻率耦合较好.通过环形电阻率与电磁波电阻率的联合对比,发现在裂隙充填型水合物地层的电磁波电阻率异常更高,而在孔隙充填型水合物地层,环形电阻率的异常更高.研究认为电磁波电阻率对高角度裂隙的响应更加敏感,能有效识别不同赋存类型的水合物,对于水合物的勘探和评价具有重要意义.

    电磁波电阻率环形电阻率裂隙充填型水合物孔隙充填型水合物交会分析

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    基于地震属性和深度前馈神经网络的天然气水合物饱和度预测

    孟大江陈玺路允乾顾元...
    2723-2736页
    查看更多>>摘要：天然气水合物饱和度是评价资源量的重要参数,常规的地震反演储层预测方法存在精度低、效率不高的问题,且无法解决地震数据与储层参数之间的非线性问题.随着人工智能技术的迅速发展,许多相关技术已经应用于地震勘探领域,其中人工神经网络是人工智能的一个重要分支,其可以通过从大量的样本数据中不断学习,进而拟合复杂非线性函数来实现地下储层特征反演,有着很强的非线性映射和泛化能力.因此,本文在分析了常规线性公式以及岩石物理建模法优缺点的基础上,提出了基于地震属性和深度前馈神经网络预测水合物饱和度的方法.首先,基于测井和地震数据,通过筛选出不同类型与水合物饱和度相关性高的地震属性体,多维度构建样本标签数据;然后采用地震反演与端到端(地震数据-储层物性数据)反演相结合的策略,对全连接神经网络的隐藏层数、神经元数量、迭代次数等参数进行测试训练,最后将训练结果应用于地震数据体获得水合物饱和度预测结果.实际数据应用结果表明:基于地震属性和深度前馈神经网络预测的饱和度结果精度高、多解性低,与测井数据吻合好,证明该方法具有较好的应用价值;同时,预测的水合物空间分布特征表明研究区水合物成藏为平面游离气-水合物过渡成藏模式.

    天然气水合物深度学习饱和度地震属性深度前馈神经网络

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    南海北部神狐峡谷区沉积相特征及BSR地质灾害指示

    聂鑫杜文波高红芳胡小三...
    2737-2752页
    查看更多>>摘要：神狐海底峡谷群是我国南海北部天然气水合物勘探的主要目标区,本文根据多道地震资料结合勘查试采成果,精细刻画了神狐峡谷区沉积相特征,并将海底峡谷沉积体系分为峡谷充填和峡谷边缘两个亚相,前者包括浊积水道、滞留沉积、侧向倾斜沉积和块体流沉积4个微相,后者含天然堤、浊积扇和块体流沉积3个微相.通过对神狐峡谷群的沉积单元和BSR整体分布特征的系统分析,明确提出了上新世以来的峡谷沉积体系中,天然堤沉积微相和块体流沉积微相是水合物富集的有利沉积相带.同时,根据沉积相带中BSR发育位置及特征差异,将该区BSR划分为3种类型:A型为脊部穹隆型、B型为脊部边缘平直型、C型为峡谷边缘坡变型.在此基础上,结合天然气水合物分解可能引起海底滑塌的致灾机理,强调指出C型BSR具有视倾角变大、上覆地层薄的特点,是水合物极易分解而发生滑塌的高风险区.本研究成果可为神狐峡谷海域新一轮天然气水合物试采,尤其是环境稳定性评价预测等提供重要依据和技术支撑.

    南海北部神狐峡谷天然气水合物沉积体系BSR滑坡

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    琼东南盆地天然气水合物发育区地质灾害发育特征与成因探讨

    袁胜张伟吴庐山刘鹏奇...
    2753-2765页
    查看更多>>摘要：地质调查与钻探结果证实南海北部琼东南盆地赋存丰富的天然气水合物资源,天然气水合物赋存区往往地质构造复杂且发育一系列潜在的地质灾害,可能对海洋工程以及环境气候等产生一系列的威胁和挑战.本文基于公开文献成果以及琼东南盆地高分辨率二维和三维地震等资料,对琼东南盆地天然气水合物发育区相关地质灾害开展研究,梳理了地质灾害的类型以及不同类型灾害的发育特征和识别标志,总结了天然气水合物发育区海底地质灾害发育模式,并结合区域构造沉积背景等地质因素,对各类型地质灾害的成因机制进行了综合分析.研究表明,琼东南盆地充足的物源供给、普遍发育的高温超压、复杂的构造沉积背景以及丰富的有机质是天然气水合物成藏及相关海底地质灾害普遍发育的主要成因.琼东南盆地天然气水合物赋存区发育多类型地质灾害,各地质灾害因素彼此之间往往共同作用、相互影响,且与天然气水合物的关系复杂,其中海底滑坡与天然气水合物的关系最为密切,天然气水合物的形成分解与海底滑坡处于一个动态的发展过程中.最后,针对目前国内海底地质灾害在研究、监测、预警等方面的发展现状,指出了未来海底地质灾害研究中需要解决的主要问题,为琼东南盆地天然气水合物未来的商业化开采与灾害风险评估提供一定的参考.

    琼东南盆地天然气水合物海底地质灾害发育特征成因机制

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    海域天然气水合物地层微生物自修复固井水泥浆的水化控热作用机理

    李丽霞谢文卫杨胜雄苏明...
    2766-2780页
    查看更多>>摘要：随着深海天然气水合物资源开发的深入,固井技术成为保障开采安全的关键环节.固井水泥浆的水化热控制对于防止水合物分解、确保井筒稳定性具有重要意义.目前,微生物技术在固井水泥浆中的应用已取得初步进展,尤其是在提高水泥浆力学性能方面,但是在调控水化热方面的研究仍相对较少.本研究旨在探索微生物固井水泥浆在深水水合物地层中的应用前景.通过开展水泥浆水化热测试、热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)测试,探究了微生物矿化作用对水泥浆水化热及水化过程的影响机理.本文研究表明,微生物自修复固井水泥浆在降低水化热方面具有显著优势,尤其是在水化中后期,其累积水化放热量较对照组降低了13.19％.微生物矿化反应生成的碳酸钙有效抑制了水泥水化反应,导致水化放热峰值滞后,且在水化过程中持续降低水泥浆的水化速率.此外,微生物自修复固井水泥浆中游离水和水化硅酸钙凝胶的含量均高于对照组,而氢氧化钙含量较低.碳酸钙含量与水泥浆水化放热量之间存在最优值,超过3.0％后,水化热开始降低.本研究为解决深水水合物地层固井水泥浆水化放热导致水合物分解的问题提供了新的技术途径,对于开发适应极端海洋环境的固井水泥浆体系具有重要的参考价值.

    天然气水合物地层固井水泥浆微生物自修复水化热碳酸钙

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    南海水合物储层水平井钻进时泥浆侵入特性模拟研究

    胡锦秋吕万军张卓张准...
    2781-2794页
    查看更多>>摘要：天然气水合物是一种无污染的新型非常规能源,加快天然气水合物的开发利用,对环境保护和能源发展具有重要意义.钻井是水合物勘探开发的重要一环,直接影响水合物地层勘探的准确性和开采的稳定性.因此,本文利用TOUGH+HYDRATE构建水合物地层模型,预测了钻采条件下水合物储层动态响应特征、研究了泥浆参数特征(密度、温度、盐度)和含水合物地层物性(孔隙度、绝对渗透率、水合物饱和度)对泥浆侵入的影响规律,结果表明:泥浆在含水合物地层中的侵入是一个动态的传热传质过程,并伴随有相变行为.在采用水平井钻进水合物储层过程中,压力传递先于温度传递,且泥浆向下的侵入程度最大.压力和温度传递在侵入1天时基本稳定,但水合物会继续分解.一方面,泥浆密度、温度和盐度的增大均会加剧泥浆的侵入程度,因此需根据实际地层条件,选取合适的泥浆密度和较低的温度及盐度,并添加动力学抑制剂或者防聚剂.另一方面,地层孔隙度和水合物饱和度的增大将导致水合物分解程度增大,而分解范围减小.此外,地层绝对渗透率显著影响泥浆的侵入,地层绝对渗透率取2.9×10-4 μm2、2.9×10-3 μm2和2.9×10-2 μm2时,泥浆侵入深度分别为0.2 m、0.5 m和2 m.

    天然气水合物数值模拟泥浆侵入储层响应

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    孔隙水盐度与黏土类型对海洋沉积物水分特征曲线的影响研究

    付佳妮于晓曦傅晓敏赵航...
    2795-2805页
    查看更多>>摘要：海洋沉积物在天然气水合物分解或海水入侵过程中会出现孔隙水盐度及水饱和状态不断变化的现象,其透气和透水能力与沉积物水分特征曲线有关,然而孔隙水盐度变化对沉积物水分特征曲线的影响规律目前仍不够清楚.本文采用南海北部天然气水合物赋存区的海洋沉积物与实验室配置的混合沉积物进行试验,使用相对快速的离心机法,测定了不同基质吸力条件下的孔隙水饱和度,分析了黏土矿物类型和孔隙水盐度等因素对沉积物水分特征曲线的影响,选用被广泛使用的van Genuchten模型,率定了模型的拟合参数.结果表明:含黏土石英砂水分特征曲线基本不受黏土矿物种类的影响;南海北部海洋沉积物的黏土质量含量超过35％,但其水分特征曲线在两倍海水盐度范围内也几乎不受影响;对于南海北部海洋沉积物,van Genuchten模型系数a取值为0.00023 kPa-1,系数n和m取值分别为0.51和4.9.

    天然气水合物渗透率海水入侵盐度黏土矿物基质吸力

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