海底天然氣水合物的海洋CSEM法CMP域反演研究

【摘要】：21世紀(jì)以來,對(duì)石油和天然氣的勘探重點(diǎn)已經(jīng)由陸地轉(zhuǎn)向海洋。天然氣水合物作為一種潛在的新型綠色能源,其勘探和開發(fā)日趨被人們所重視。海底天然氣水合物探測(cè)也將會(huì)是未來海洋能源探測(cè)、海洋環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。近年來,海上地震勘探一直被視為海洋油氣資源主要勘探手段。海上地震勘探可以根據(jù)地震剖面上的似海底反射層(BSR)來判斷海底天然氣水合物的存在。但是,海上地震方法對(duì)于海底鹽丘、火山巖覆蓋、碳酸鹽礁脈等區(qū)域的應(yīng)用效果欠佳且鉆井方法成本昂貴。為了更好、更準(zhǔn)確的探測(cè)海底天然氣水合物,利用海洋CSEM方法勘探天然氣水合物將是未來的海底天然氣水合物勘探的熱點(diǎn)。本文從海洋CSEM法的正演算法出發(fā)。首先對(duì)海洋CSEM法的一維正演算法進(jìn)行理論推導(dǎo),通過對(duì)海洋CSEM一維模型的正演響應(yīng)進(jìn)行分析,進(jìn)而討論了海洋CSEM法的等值性問題。然后對(duì)海洋CSEM法的2.5維自適應(yīng)非結(jié)構(gòu)有限元數(shù)值模擬算法進(jìn)行理論的推導(dǎo),在此算法基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)海洋CSEM法的發(fā)射源并行算法提高了計(jì)算效率,并且經(jīng)過海洋CSEM二維模型的正演驗(yàn)算。在海洋CSEM二維模型正演響應(yīng)分析的基礎(chǔ)上通過借鑒地震勘探中的共中心點(diǎn)方法(CMP)實(shí)現(xiàn)了海洋CSEM法的CMP域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式。在海洋CSEM法的一維反演算法的基礎(chǔ)上結(jié)合海洋CSEM法的CMP域方法實(shí)現(xiàn)了海洋CSEM法的CMP域快速反演方法。對(duì)海底天然氣水合物模型分別進(jìn)行海洋CSEM的一維和二維模型驗(yàn)算,結(jié)果表明海洋CSEM法對(duì)海底高阻體有較好的分辨能力,對(duì)海底天然氣水合物的探測(cè)是有效的。分析海洋CSEM法的CMP域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式可以發(fā)現(xiàn)海洋CSEM法CMP域處理方法可以給海底二維電性結(jié)構(gòu)的CSEM法的定性解釋提供橫向上較好的分辨高阻儲(chǔ)層的方法,并且可以將海洋CSEM二維模型的響應(yīng)在CMP域單元內(nèi)表達(dá)為一維模型的響應(yīng)。通過對(duì)實(shí)際資料建立的驗(yàn)證模型進(jìn)行海洋CSEM法的CMP域快速反演,結(jié)果表明海洋CSEM法的CMP域快速反演能夠有效的反演出測(cè)試模型的地電結(jié)構(gòu),地電參數(shù)吻合較好?；诼癫販\,電阻率差異小的水合物模型進(jìn)行CMP域反演,對(duì)不同分量,不同頻點(diǎn)的反演結(jié)果表明對(duì)此模型多分量的反演結(jié)果并不優(yōu)于單分量的反演結(jié)果,而多頻點(diǎn)的反演結(jié)果要優(yōu)于單頻點(diǎn)的反演結(jié)果。設(shè)計(jì)相鄰水合物儲(chǔ)集體模型進(jìn)行CMP域快速反演,結(jié)果表明海洋CSEM法CMP域反演能夠有效的反演出多水合物儲(chǔ)集體模型的地電結(jié)構(gòu)。 【關(guān)鍵詞】：海洋CSEM法 天然氣水合物 CMP域 反演
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P631.3;P618.13
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 前言11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 天然氣水合物研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 海洋CSEM研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和意義14-16
• 2 海洋CSEM法正演模擬16-48
• 2.1 海洋CSEM法勘探方法16-17
• 2.2 一維正演模擬17-35
• 2.2.1 麥克斯韋方程17-20
• 2.2.2 格林函數(shù)20-21
• 2.2.3 水平電偶源的電磁響應(yīng)21-24
• 2.2.4 一維模型驗(yàn)算24-25
• 2.2.5 等值性問題25-35
• 2.4 二維正演模擬35-47
• 2.4.1 控制方程36-40
• 2.4.2 有限元模擬40-43
• 2.4.3 發(fā)射源并行算法43-44
• 2.4.4 二維模型驗(yàn)算44-47
• 2.5 小結(jié)47-48
• 3 海洋CSEM的CMP域反演方法48-65
• 3.1 CMP域方法48-50
• 3.2 CMP域響應(yīng)分析50-58
• 3.2.1 單一水合物模型響應(yīng)50-54
• 3.2.2 相鄰水合物模型響應(yīng)54-58
• 3.3 CMP域反演58-63
• 3.3.1 反演基本理論59-60
• 3.3.2 Occam一維反演60-61
• 3.3.3 一維模型反演驗(yàn)算61-63
• 3.4 小結(jié)63-65
• 4 CMP反演算例65-73
• 4.1 反演算法測(cè)試65-66
• 4.2 單一水合物模型反演66-70
• 4.2.1 單頻點(diǎn)單分量反演67-68
• 4.2.2 單頻點(diǎn)多分量反演68-69
• 4.2.3 多頻點(diǎn)單分量反演69-70
• 4.3 左右相鄰水合物模型反演70-71
• 4.4 小結(jié)71-73
• 5 結(jié)論與建議73-75
• 5.1 結(jié)論73
• 5.2 建議73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷80
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

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