沉积物中天然气水合物微观分布模式及其声学响应特征

· l 2 0 · 天 然 气 工 业 2 0 1 0年 3月 沉积 物 中天然 气水 合 物微 观分 布 模 式及 其 声 学 响应 特 征 胡高伟 业渝光 张 剑 。 刁少波 1 ． 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室 2 ． 国土资源部青岛海洋地质研究所 3 ． 中国地质大学地球科学学院 胡高 伟 等 ． 沉 积物 中天 然 气 水合 物 微 观 分 布模 式及 其 声 学 响 应特 征 ． 天 然 气工 业 ， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 3 ) ： 1 2 0 — 1 2 4 ． 摘 要 天然气水合物( 以下简称水合物) 的微观分布 与其形成条件 、 流体运 移通道等 密切相关， 对天然气水合物资 源勘探 与评价具有重要意义。为 了解水 合物在 固结沉积物和松 散沉积物 中的微观分布及其声 学响应特征， 采用 超声和 时域反射联合探测技术实 时测量 了沉积物中水合物生成、 分解过程 e e 声速等参数的变化情况。结果表 明， 在 固结沉积物 中， 水 合 物 先在 孔 隙流 体 中形成 ， 随 后逐 渐 向骨 架 靠 拢 ， 当饱 和 度 大 于 3 O 后 水 合 物开 始 胶 结 沉 积 物 颗 粒 生 成 ， 这 种 胶 结模 式 会 圈 闭部 分 孔 隙流 体 ， 使 之 因得 不 到 气 源 的补 充 而难 以 形 成 水 合 物 ， 因 此 固结 沉 积 物 中水 合 物 饱 和 度 最 终 为 6 5 ． 5 左右 ； 在松散沉积物 中， 少量的水合物( 饱和度 1 ％左 右) 胶结沉积物颗粒生成， 当饱和度大于 1 后水合物开始在 孔 隙 流体 中 以悬 浮 状 形 态 生成 ， 由于水 合 物 与 沉 积 物颗 粒 间 尚有 流 体 运 移 通 道 ， 水 合 物 能进 一 步 生 成 ， 最终 几 乎 完 全 充 填沉积物孔 隙。不同的水合物微观分布特征对沉积物的声速具有不 同影响： 水合物在 孔隙流体 中生成时， 1 O 饱和度 的 水合物对 固结沉积物的声速影 响不 明显； 当水合物胶结沉积物颗粒 生成 时， 约 1 饱 和度 的水 合物可使松散沉积物 的纵 波速 度 增 长 2 0 0 ～3 0 0 m／ s 。 关 键 词 天 然 气 水合 物 微 观 分布 纵 波 速 度 横 波速 度 饱 和 度 超 声 探 测 技 术 声 学 响 应特 征 权 重 方程 D0I ： 1 0 ． 3 7 8 7 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 0 — 0 9 7 6 ． 2 0 1 0 ． 0 3 ． 0 3 1 获......