[发明专利]一种确定天然气水合物BSR界面与海底相交位置的研究方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气水合物勘探技术领域，尤其涉及一种确定天然气水合物BSR界面与海底相交位置的研究方法。

背景技术

水合物主要形成于低温高压的环境条件下，其稳定性对温压条件十分敏感。地震资料上的似海底反射层(Bottom simulating reflection简称:BSR)一般被认为是天然气水合物存在的地震指示标志，代表了水合物稳定区(Gas hydrate stability zone简称:GHSZ)的底界。一般认为，海洋环境的水合物稳定区GHSZ范围是从海底到BSR，为一个向海增厚的楔状体。但并非GHSZ都发育有天然气水合物，除稳定温压条件外，水合物的形成还需要充足的气源条件。

目前，关于水合物稳定区的研究主要集中在水合物稳定区的厚度上，即水合物稳定曲线和地温梯度曲线交点的深度，地震资料上表现为海底到BSR。但水合物稳定区底界(地震资料上表现为BSR)随海底变浅而变浅，当BSR变浅至接近海底的位置时，甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic Methane Oxidation简称:AMO)在一定程度上消耗了甲烷，导致很多地区的地震资料在沉积地层浅部都缺失BSR，未见BSR与海底的相交位置。

而天然气水合物BSR界面与海底相交的位置，即水合物稳定区最浅水深位置，对海底的温度变化事件敏感，容易造成由水合物分解而导致的地层破坏甚至滑坡。另外，由于水合物的埋藏深度变浅或者海底水温增高，导致该位置的水合物分解程度增大，甲烷释放通量增加，有利于珊瑚礁和碳酸盐建造的形成。该位置的甲烷渗漏至海水或大气中，还会对生态环境和气候造成严重影响。因此对BSR界面与海底相交位置的研究具有十分重要的意义，这也是目前天然气水合物勘探领域中的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点和动力所在。

发明内容

本发明人经过大量的深入研究，在付出了充分的创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明针对目前水合物勘探领域研究较为薄弱较的水合物稳定区向陆一侧分布边界，提供一种结算天然气水合物BSR界面与海底相交位置的研究方法，是一种确定水合物稳定区最浅水深位置的方法，对水合物引起海底滑坡，对海洋生态及大气气候的影响等研究具有重要意义。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，提供一种确定天然气水合物BSR界面与海底相交位置的研究方法，包括以下步骤：

步骤①：选择水合物发育且地震资料上BSR特征明显的研究区，在BSR向陆一侧分布的浅部位置选取沿斜坡方向的地震剖面；

步骤②：确定天然气水合物的相平衡稳定曲线以及水合物稳定边界处的温压关系，其稳定边界条件如下：

Log₁₀ P_e＝aT_e²+bT_e+c (1)

式中，P_e和T_e分别为水合物稳定底界处下的压力和温度值，a、b、c为经验常数，分别为a＝0.000309℃^-2,b＝0.040094℃^-1and c＝0.478626；

步骤③：确定地震剖面上海底各点的深度值H_sb：

H_sb＝V_sw T_sb/2 (2)

式中，V_sw为海水速度；T_sb为海底各点的双程走时，单位是s，通过地震剖面读取；

步骤④：通过World Ocean Database等数据库查询，确定地震剖面上海底各点的温度值T_sb；

步骤⑤：计算BSR发育深度处的温度：

T_bsr＝T_sb+GG(H_bsr–H_sb) (3)

式中，GG为该地区的地温梯度，H_bsr为地震剖面上海底各点到相应BSR的深度，单位是m；

步骤⑥：地震剖面上海底各点所对应的BSR发育深度的压力值为静水压力：

P_bsr＝ρ_sw g H_bsr (4)

式中，ρ_sw为海水密度，g是重力加速度；