本文關(guān)鍵詞：地震疊前AVO反演與天然氣水合物識別研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣水合物是在低溫高壓環(huán)境下由水和天然氣組成的類似于冰的籠形結(jié)晶化合物,是公認的地球上尚未開發(fā)的最大新型能源,因而受到廣泛關(guān)注。在地球物理勘探領(lǐng)域,天然氣水合物及其下伏游離氣識別是研究焦點。地震勘探方法是識別海底天然氣水合物的有效地球物理方式。天然氣水合物地層的縱波速度和泊松比異常分析是一種有效研究方法：BSR反射振幅隨炮檢距(AVO)以及隨入射角(AVA)變化,也是研究BSR之下沉積層有無游離氣的一種重要方法。然而,大多數(shù)情況下,常規(guī)(疊加和偏移)地震剖面難以識別非典型BSR。事實表明,地層含水合物時縱橫波速度明顯增大,速度是描述地層屬性的重要參數(shù)。本文利用AVO反演獲取海底地層的縱橫波速度、密度等參數(shù),是對天然氣水合物和游離氣有效識別的手段之一。和大多數(shù)地球物理反演方法一樣,AVO反演面臨多解性和不穩(wěn)定性問題。本質(zhì)而言,地震疊前AVO反演是非線性的。此外,由于反演自身的屬性特征及反射系數(shù)對各參數(shù)敏感性差異,橫波速度和密度信息往往不夠理想。在一些海上區(qū)域,缺乏必要的先驗信息,如地質(zhì)背景,測井資料等約束信息,使得反演的多解性與不穩(wěn)定性比較嚴重,增加了解的不確定度。由于天然氣水合物對地層彈性參數(shù)的響應(yīng)方式與油氣存在區(qū)別,水合物的存在使地層密度降低,而縱橫波速度增加,這與速度和密度基本成正向變化關(guān)系相違背,不再滿足通常假定的Gardner經(jīng)驗公式。本文基于現(xiàn)有關(guān)于天然氣水合物與游離氣的識別方法,介紹了天然氣水合物的物理性質(zhì)和賦存模型,基于AVO正演理論,詳細模擬分析了不同參數(shù)化形式下縱波以及轉(zhuǎn)換波AVO響應(yīng)的彈性參數(shù)敏感性特征,發(fā)現(xiàn)在小角度入射時,反射系數(shù)對橫波速度的變化不夠敏感,即在各參數(shù)相同變化幅度下,橫波引起反射系數(shù)變化最小,而縱波速度和密度的作用效果幾乎一致,而小角度時很難區(qū)分這種作用效果,存在的這種敏感性差異條件使得三參數(shù)同步反演時,三參數(shù)的特征值差異較大,使得反演的精度存在差異。本文詳細推導(dǎo)模擬了水合物層頂、底界面的AVO響應(yīng)特征,研究了基于精確的Zoeppritz方程的反射系數(shù)對各彈性參數(shù)的梯度隨角度的變化特征,為天然氣水合物藏的AVO廣角分析、多分量以及AVO反演等奠定了基礎(chǔ)。對貝葉斯理論下的不同先驗分布進行了AVO反演模擬,反演時放棄使用Gardner經(jīng)驗公式,定量研究了不同先驗分布特征以及噪聲對反演的影響,指出貝葉斯理論下反演的實際困難與不足。闡述了支持向量機基本理論,將其用于AVO反演,利用其基于結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小優(yōu)化特征,提高了反演精度和穩(wěn)定性。比較了兩種AVO反演方法的模型反演效果,并用于我國南海神狐海域?qū)嶋H數(shù)據(jù)應(yīng)用中,證明了其可行性,結(jié)合BSR及地震剖面屬性特征有效識別了水合物。
【關(guān)鍵詞】：AVO反演 天然氣水合物 BSR 貝葉斯 支持向量機
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P631.4;P618.13
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 引言12-30
• 1.1 選題依據(jù)12-16
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀16-27
• 1.2.1 AVO反演方法比較16-22
• 1.2.2 現(xiàn)有的水合物和游離氣識別方法22-27
• 1.3 存在問題與解決思路27-28
• 1.4 研究內(nèi)容和主要創(chuàng)新點28-30
• 1.4.1 研究內(nèi)容28-29
• 1.4.2 主要創(chuàng)新點29-30
• 2 天然氣水合物巖石物理基礎(chǔ)30-38
• 2.1 天然氣水合物的物理特征和模型30-32
• 2.2 天然氣水合物的賦存模型32-34
• 2.3 含水飽和沉積層的彈性模量34-35
• 2.4 含天然氣水合物沉積層的彈性模量35-36
• 2.5 含游離氣沉積層的彈性模量36-37
• 2.6 含天然氣水合物和游離氣沉積層的彈性參數(shù)37-38
• 3 AVO理論分析38-81
• 3.1 AVO技術(shù)概述38-39
• 3.2 AVO正演理論39-48
• 3.2.1 Zoeppritz方程40-46
• 3.2.2 Zoeppritz方程近似式分析46-48
• 3.3 AVO參數(shù)敏感性正演分析48-59
• 3.4 天然氣水合物層的AVO響應(yīng)特征59-81
• 3.4.1 AVO異常分類59-62
• 3.4.2 天然氣水合物頂界面AVO特征分析62-74
• 3.4.3 天然氣水合物底界面AVO特征分析74-81
• 4 AVO處理技術(shù)與波阻抗反演81-92
• 4.1 AVO處理技術(shù)81-87
• 4.1.1 常用處理流程81-84
• 4.1.2 數(shù)據(jù)信噪比提高84-85
• 4.1.3 道集數(shù)據(jù)的疊前偏移85
• 4.1.4 角度道和角道集的行成85-86
• 4.1.5 處理可能產(chǎn)生的AVO解釋問題86-87
• 4.2 波阻抗反演87-92
• 4.2.1 疊后波阻抗反演88-89
• 4.2.2 彈性波阻抗反演89-92
• 5 疊前AVO反演與應(yīng)用92-129
• 5.1 基于Bayes理論線性AVO反演94-114
• 5.1.1 Bayes線性AVO反演推導(dǎo)94-97
• 5.1.2 模型數(shù)據(jù)反演97-114
• 5.2 支持向量機與AVO反演114-124
• 5.2.1 SVM基本原理115-117
• 5.2.2 正演數(shù)據(jù)117-118
• 5.2.3 基于SVM的AVO反演式118
• 5.2.4 模型反演結(jié)果與分析118-121
• 5.2.5 影響AVO反演的因素121-124
• 5.3 實際數(shù)據(jù)應(yīng)用124-129
• 5.3.1 神狐海域地質(zhì)背景124-125
• 5.3.2 神狐海域地震反射特征125-126
• 5.3.3 神狐海域地震測線的地震反演126-129
• 6 結(jié)論與展望129-132
• 6.1 結(jié)論129-130
• 6.2 展望130-132
• 致謝132-133
• 參考文獻133-143
• 個人簡歷143
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文143

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