海洋地质与环境重点实验室知识库

大量水合物钻探结果表明，自然界中水合物的赋存类型及水合物储层的类
型具有较大差异性。高饱和度水合物容易在砂质地层中形成，比如在印度海域
的 Krishna-Godavari (K-G)盆地。南海北部珠江口盆地水合物试采结果表明，水
合物赋存在泥质粉砂地层中，饱和度较低，但发现水合物与游离气共存现象，
表明水合物下方的游离气层也是不可忽略的重要资源。因此，本文利用珠江口
盆地的三维地震数据及其与印度 K-G 盆地的测井数据分析天然气水合物和游离
气在细粒泥质粉砂和粗粒富砂质等不同类型地层中赋存时的测井和地震响应特
征，为水合物与游离气联合开采目标的探寻提供思路。
与饱和水地层相比，含水合物地层具有高声波速度以及高电阻率，含游离
气地层具有低声波速度和高电阻率。基于阿尔齐方程计算了饱和水地层的电阻
率，基于有效介质理论和简化三相介质方程分别计算了饱和水地层的纵波速度
（Vp）和横波速度(Vs)，并与实测的电阻率和速度对比，能识别水合物层和游
离气层的位置。
通过岩石物理参数的交会图分析发现，游离气层对电阻率、Vp、Vs、Vp/ 
Vs 和泊松比等多种参数敏感，很容易识别游离气层，但是很难将水合物与饱和
水地层区分开。在碳酸盐岩地层发育区域，水合物与碳酸盐岩层都具有高纵波
阻抗，利用纵波阻抗难以区分水合物与碳酸盐岩，但可以通过伽马与 Vp 以及
密度的交会图将二者区分开。利用地层的拉梅常数进行 LMR（Lambda-mu-rho, λ-μ-ρ）分析发现，LMR 交会方法容易识别游离气层，但无法准确识别水合物层。μ·ρ、λ/μ 与 Vp 的交会图可以将高孔隙度砂质储层中的水合物和游离气层
区分开。
在珠江口盆地南部发育了海底滑坡、天然气水合物和游离气，该区域采集
了三维地震和随钻测井数据，是研究海底滑坡对天然气水合物和游离气分布与
富集影响的典型区域。通过测井资料分析识别了水合物层和多个游离气层。结
合三维地震数据的相干、振幅等属性变化，发现海底滑坡不同位置水合物、游
离气和断层的空间分布存在差异。水合物层的分布与富集和游离气、断层、浊
流沉积地层和海底滑坡等多种因素的空间耦合有关。由于海底滑坡侵蚀作用导
致天然气水合物稳定带底界下移，相对富砂储层位于新调整的稳定带底界之
上，并且局部发育的断层连通了游离气层时，水合物广泛分布；而稳定带底界下方缺乏断层的区域，游离气缺乏向上运移的有利通道，被圈闭在相对较深的
地层，水合物不发育。