天然气水合物的产状及其与宿主沉积物特征的关系——从东海Ulleung盆地第二次水合物钻探航次结果中得到的启示

第二次Ulleung盆地水合物钻探航次（UBGH2），在Ulleung盆地的下陆坡和盆地海底的10个井位进行钻探取心，获取了含多种形态水合物的沉积物。为了表征水合物的产状及其宿主沉积物的特征，我们首先通过远红外成像确定含有水合物的岩心段，然后将该段岩心样品整段切下。在船上对这些柱状岩心样做进一步的测试分析，主要的方法包括使用手持红外扫描仪和可视照相机对沉积物的成像，测量含有水合物部分以及附近沉积物的孔隙水氯离子浓度并对压榨孔隙水后的沉积物饼做粒度分析。在航次结束后，使用X射线衍射和扫描电子显微镜对所选取样品的沉积物做进一步分析以确定其组成成分。通过对船上和航后的综合实验分析，该航次获取的水合物主要包括以下三种类型：1）赋存在松散的粉砂质砂到砂质粉砂层中的孔隙填充型水合物，2）呈脉状和结核状的裂隙填充型水合物，3）存在于粉砂中的分散型水合物。此外，在以完整硅藻为主的硅藻粉砂层中，水合物以孔隙填充的形式存在，其含量变化虽小但是非常值得注意。气体从水合物稳定域以下向上运移的现象在地震剖面上表现为声学空白区，裂隙填充型水合物主要富集在该区域。通过对UBGH2的岩心研究和对其他航次（主要包括ODP航次，IODP航次以及UBGH1航次）相似样品的分析，大大提高了我们对于岩性控制海域水合物类型发育和分布的认识。

利用地震相分析改进区域气体水合物资源量评价——第一部分：地震相分类分析

天然气水合物存在区域的识别、饱和度的定义、区域分布以及对控制水合物形成过程的认识，这些对于天然气水合物区域的资源量评价都是关键因素。在本研究中将地震相分类所确定的沉积环境作为一种附加因素引入到区域资源量评价战略中。根据区域的2D、3D地震数据以及在东海Ulleung盆地两个航次获得的测井和取心数据，尝试进行地震相分类并对气体水合物资源量进行全面完整的评价。本文所探讨的相分类技术作为资源量评价的一个环节，主要包括：（1）取心样品的岩性描述和识别的沉积相沉积特征描述；（2）利用2D和3D地震数据及其不同的地震属性进行地震相分类；（3）将地震相分类与获得的岩心沉积描述建立关联，确定最适于气体水合物存在的地层；（4）确定储层的岩石物理属性，将之与地震相分类联系起来，以用于储层属性的描述；（5）计算气体水合物油气系统的区域要素（气体水合物出现的顶面及气体水合物稳定带的底面）；（6）将地震相与储层属性结合，确定水合物稳定带的顶面和底面，进而计算每一地震相内的气体水合物饱和度和研究区内水合物总量；（7）通过全面的蒙特卡洛法模拟，将每一个输入参数的统计信息综合，确定水合物预测量对应的概率分布。本文所用的地震相分类基于识别聚类算法，每一类在地震数据及基于地震数据计算得到的地震属性上都表现出相似的特性。该分类方法使用了7种地震属性，包括振幅、瞬时频率、瞬时振幅（也称为包络）、甜点、声阻抗、薄层和平行层理指示因子。为了简化数据，还使用了主分量分析法。获得的分类结果整体上非常稳定，分别在2D和3D数据上的同一位置得到相同的结果。将地震相分类结果与获得的岩心和沉积描述建立联系，可以实现地震相的沉积学解释。通过单一分量的交汇分析，以及主分量分析（PCA）获得的特征向量和特征值分析，有助于更好理解这些地震相类及其地震特征的物理含义。对2D和3D数据进行主分量分析，确定了5种相类，分别对应块体运移沉积（MTD）单元（第1类）、半深海泥层与少量砂质浊流层（第2类）、半深海泥层与较多砂质浊流层（第3类）、以及主要出现在近海底浅部或水合物稳定带之下的几乎无砂的饱水泥沉积层（第4类和第5类）。根据研究区内的地震数据，气体水合物仅出现在第2类和第3类地震相单元内。