專利名稱：定位氣體水化物的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于定位氣體水化物沉積的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
氣體水化物是一類籠形(晶格狀)化合物，其中各個小分子，在室溫和大氣壓下通常為氣相，占據(jù)水分子固態(tài)晶體矩陣內(nèi)的一些位置。在天然氣水化物儲集層中，賓分子或是純甲烷，或是包含天然氣的化合物的混合物。為了形成氣體水化物沉積，需要有氣體源。天然氣的滲出物，一般包括甲烷，在世界各地很常見。天然氣水化物沉積在陸地和海洋環(huán)境中都可發(fā)現(xiàn)。陸地水化物聚集在北極區(qū)域的永凍層之中和下面。海洋氣體水化物可被發(fā)現(xiàn)陷入在至少大約500米(m)水深的海底下(subseafloor)沉淀物中。 氣體水化物在氣壓升高而溫度降低時形成。海下沉淀物中的氣體水化物穩(wěn)定帶可以在相對于水熱梯度(對于海下氣體水化物)、地?zé)崽荻纫约盎\形相界的溫度對深度(氣壓)的分布圖上來描繪，如圖I所示。參閱圖1，圖中示出的相位圖表示，在海下環(huán)境中甲烷-水化物穩(wěn)定性的氣壓-溫度關(guān)系。在縱軸上，氣壓以表面下的深度(以米為單位)來代表(該轉(zhuǎn)換假定正常海洋和孔隙壓力梯度為10MPa/km)。在橫軸上是溫度，以攝氏度為單位。海底示為虛線100。地?zé)崽荻仁緸榫€104，而水熱梯度示為線106。當(dāng)在給定氣壓下的溫度低于該氣壓下的水化物轉(zhuǎn)變溫度時，水化物就可存在。線102示出作為溫度和氣壓函數(shù)的水化物-氣相邊界。對于這條線下面的溫度和氣壓條件，甲烷會以水化物形式存在。對于這條線上面的溫度和氣壓條件，甲烷會以氣相存在。水化物相界的位置主要是氣體成分的函數(shù)，但也可由孔隙流體成分(例如存在鹽類)、孔隙大小、以及可能沉淀物礦物學(xué)所控制。例如，在水中加氯化鈉可使線102向左偏移，而加二氧化碳、硫化氫和其它碳?xì)浠衔锟墒咕€102向右偏移。在固態(tài)地球的地?zé)崽荻?04與相位線102相交的等溫線之上，通常在海底下面數(shù)百米，水化物是穩(wěn)定的。這是氣體水化物穩(wěn)定帶108的基底。氣體水化物穩(wěn)定帶108的上邊界可以由水熱梯度106和水化物相界102的交叉點來確定。水熱和地?zé)崽荻扰c所在地有關(guān)，且可隨地理位置和地殼構(gòu)造而顯著不同。由于天然氣水化物不如水致密，因此它們在氣體水化物穩(wěn)定帶的水域中未被發(fā)現(xiàn)。這是因為在水中形成的任何水化物都漂移到海面并分解了。但是，它們被有效地陷入海底下沉淀物中。在北極區(qū)域中地表下的深度地段，與永凍層穩(wěn)定性范圍相重疊以及在其之下，水化物也是穩(wěn)定的。圖2示出了氣體-水化物相位圖，它定義陸地北極環(huán)境中的氣體水化物穩(wěn)定帶(GHSZ)。當(dāng)溫度低于當(dāng)?shù)貧鈮合職怏w水化物轉(zhuǎn)變溫度(即氣體和水化物形式之間的相界交叉的溫度)時，氣體水化物就存在。氣體-水化物相界示為線110，虛線112示出地?zé)崽荻?，而線114示出淡水-冰相界。在縱軸上，氣壓已轉(zhuǎn)換成地平面下的深度，假定正常孔隙壓力梯度為100bar/km(10MPa/km)。陸地氣體水化物勘探計劃已在數(shù)個區(qū)域獲成功，如西伯利亞、加拿大北極地區(qū)、以及阿拉斯加北坡。已有文獻(xiàn)記載了在大陸邊緣上和內(nèi)陸海域中發(fā)生一百多次氣體水化物，顯示出氣體水化物廣泛分布在深水海洋環(huán)境中。在大多數(shù)情況下，水化物沉積的位置和面積范圍是從存在有氣體水化物的特殊地震標(biāo)志，稱為似海底反射層(BSR)，來估計的。在許多海洋地震圖像中都可見到BSR，其與海底平行地、并在海底下面數(shù)百米伸展，并且與氣體水化物穩(wěn)定帶的基底大致符合。對世界各地發(fā)現(xiàn)的似海底反射層的勘測顯示，存儲在海下氣體水化物中的有機(jī)碳的數(shù)量非常大。一個廣泛引用的估計預(yù)測，在氣體水化物中的有機(jī)碳可能是所有可回收和不可回收的常規(guī)礦物燃料源，包括天然氣、煤和石油中有機(jī)碳的兩倍。此外，海洋氣體水化物被認(rèn)為主要在大陸坡上被發(fā)現(xiàn)，它們通常是在沿海國家的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)并靠近美國、日本、印度和其它地方的消費者。但是，存儲在海洋沉積物中的氣體水化物的實際數(shù)量是極不確定的。雖然已有數(shù)次重大的鉆探活動(例如在南卡羅來納和俄勒R的近海區(qū)域)，且在有限的深度區(qū)間已發(fā)現(xiàn)了少數(shù)幾個值得注意的濃度，但在已鉆探的大多數(shù)位置上在整個氣體水 物穩(wěn)定帶中氣體水化物一般都是稀薄的。對氣體水化物的地震響應(yīng)的另一特征是在氣體水化物穩(wěn)定帶內(nèi)的振幅消隱?！跋[“是指在地震圖像中具有低振幅反射的深度區(qū)間，例如，如圖3所示。參閱圖3，在海底100和似海底反射層118之間可以看見具有低振幅反射的區(qū)域116。在地震圖像中區(qū)域116的出現(xiàn)稱為振幅消隱。已提出了各種解釋來解釋消隱。獲得廣泛支持的一種解釋認(rèn)為水化物，它增加了松散沉淀物的聲速度，最可能形成在高孔隙度(即低速度)地層中，因而降低了與鄰近地層的聲對比度。消隱還被解釋為在被認(rèn)為隱匿水化物沉積的海洋環(huán)境中沉積地層學(xué)的破壞。另一解釋提出來自菲涅耳地帶內(nèi)垂直移位反射層的破壞性干涉降低了地震反射的振幅。第四種解釋將消隱歸因于存在有通過可連接到更深斷層的管道而向上遷移的液體和氣體。雖然這些解釋中的任何一種都看似合理，但要建立它們中任一個與勘探策略之間的聯(lián)系卻都證明很困難。許多理論研究已說明了海底電磁勘測的原理。但這類工作的重點大部分是放在傳導(dǎo)率僅隨深度改變的一維地球模型上。電磁場研究已在溫哥華近海和俄勒R近海進(jìn)行，此處的地震和鉆探計劃以前已表明有氣體水化物的存在。但對所有水化物勘測的數(shù)據(jù)處理都假定是水平分層的地球，其中在每一水平層中電導(dǎo)率都是各向同性的。

發(fā)明內(nèi)容
日益明顯的是常規(guī)的地震和電磁水化物勘探計劃，其假定存在有水平的、橫向的廣泛水化物聚集，可能遺漏了在大陸坡上氣體水化物的顯著聚集。按照本發(fā)明的實施例，提出了一些方法和系統(tǒng)，它們包含了可至少部分基于特定水化物沉積聚集機(jī)制的勘探范例。似海底反射層未能作為大量水化物的可靠指示器，以及有時觀測到的與氣體水化物穩(wěn)定帶相符合的地震振幅消隱，都符合水化物可在垂直或接近垂直的巖脈中聚集的模型。其它機(jī)制不太可能產(chǎn)生大量的水化物聚集，這是由于有限的原地有機(jī)碳、一旦水化物形成就對游離氣體或溶解氣體的滲透率降低、以及水化物不能通過向高孔隙度貯藏巖遷移而集中的原因，如下所述。該勘探范例的實施例可將勘探策略擴(kuò)展到專門依靠傳統(tǒng)指示器之外，并可結(jié)合地質(zhì)和地質(zhì)力學(xué)的論證。按照一個實施例，要考慮以下因素，并且這些因素可增加發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上值得注意的數(shù)量的氣體水化物的可能性
I)適合的溫度和氣壓條件。具體地說，氣體水化物僅可在氣體水化物穩(wěn)定帶內(nèi)形成,如上所述。2)豐富的氣體源。如下所述，只靠原地有機(jī)物質(zhì)的微生物破壞來供給的儲集層會生成足夠的甲烷以產(chǎn)生充實的水化物沉積是不大可能的。所以，更適合的是在存在有其它氣體源的區(qū)域中尋找水化物。3)穿過氣體水化物穩(wěn)定帶的斷層或斷裂，或是原始的地殼構(gòu)造或是由來自下面氣體聚集的孔隙壓力而引起，都可與值得注意的水化物沉積相關(guān)聯(lián)。連續(xù)不斷或階段性的氣體流可產(chǎn)生一系列平行的水化物巖脈，如下所述。在構(gòu)建用于檢測和/或表征水化物沉積的系統(tǒng)或方法時可以考慮此幾何條件。4)沉淀物類型也會影響發(fā)現(xiàn)水化物的可能性。具體地說，粗粒度孔隙沉淀物可能是水化物最合適的儲集層，因為它們適合于常規(guī)的石油和氣體沉積。本發(fā)明的實施例考慮了這些因素，并構(gòu)建用于發(fā)現(xiàn)和量化水化物沉積的系統(tǒng)和方法，這些系統(tǒng)和方法比主要基于似海底反射層的傳統(tǒng)勘探計劃更精確和/或更可靠。 按照一個實施例，提供了一種檢測氣體水化物的方法，所述方法包含使用垂直地震剖面技術(shù)收集有關(guān)一個區(qū)域的地震數(shù)據(jù)、并至少部分基于該地震數(shù)據(jù)表征至少一個水化物巖脈巖層。在一個實例中，表征至少一個水化物巖脈巖層可包括，估計水化物巖脈的傾角和走向中的至少一項。在另一實例中，收集地震數(shù)據(jù)可包括將至少一個地震接收器設(shè)置在該區(qū)域內(nèi)的一個井中、在距井第一距離的第一位置處激活海底地震源以產(chǎn)生入射到至少一個水化物巖層的波、用至少一個接收器記錄從至少一個水化物巖脈巖層所反射的波能量、將海底地震源移動到距井第二距離的第二位置、并重復(fù)激活地震源和記錄所反射的波能量。在另一實例中，收集地震數(shù)據(jù)可包括將至少一個地震接收器設(shè)置在該區(qū)域內(nèi)的一個井中、在距井第一距離的第一位置處激活海底地震源以產(chǎn)生入射到至少一個水化物巖脈巖層的波、用至少一個接收器記錄從至少一個水化物巖脈巖層所反射的波能量、在井中垂直移動至少一個接收器，其移動量要足以實現(xiàn)預(yù)定的空間采樣分辨率、并重復(fù)激活地震源和記錄所反射的波能量?？稍谥貜?fù)激活地震源和記錄所反射的波能量的步驟之前或之后移動接收器。此外，該方法還可收集有關(guān)區(qū)域的地質(zhì)信息，并至少部分基于該地質(zhì)信息確定該區(qū)域中有值得注意的水化物存在的可能性。收集地質(zhì)信息例如可包括以下任一項或所有項標(biāo)識氣體水化物穩(wěn)定帶的位置、確定在氣體水化物穩(wěn)定帶下面存在有相當(dāng)大的氣體源、以及確定存在至少一個斷層或斷裂從氣體水化物穩(wěn)定帶下面延伸到氣體水化物穩(wěn)定帶中。按照另一實施例，一種檢測氣體水化物的方法可包含使用電磁勘測技術(shù)收集有關(guān)一個區(qū)域的數(shù)據(jù)、并至少部分基于該數(shù)據(jù)表征至少一個水化物巖脈巖層。在一個實例中，收集數(shù)據(jù)可包括使用適合于檢測宏觀海底下電各向異性的發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行該區(qū)域的電磁勘測。在另一實例中，在該地點執(zhí)行電磁勘測可包括使用包括有天線的交叉偶極-偶極陣列的發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行該區(qū)域的電磁勘測。在另一實例中，收集數(shù)據(jù)可包括例如估計該區(qū)域中最大水平應(yīng)力的方向、在該地點上將發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向平行于最大水平應(yīng)力方向的第一方向拖曳以收集第一數(shù)據(jù)、在該地點上將發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向垂直于第一方向的第二方向拖曳以收集第二數(shù)據(jù)、并比較第一和第二數(shù)據(jù)以檢測在表面下的宏觀電各向異性的證據(jù)。此外，該方法還可包含收集有關(guān)該區(qū)域的地質(zhì)信息，并至少部分基于該地質(zhì)信息確定在該區(qū)域中有值得注意的水化物存在的可能性。收集地質(zhì)信息例如可包括以下任一項或所有項標(biāo)識氣體水化物穩(wěn)定帶的位置、確定在氣體水化物穩(wěn)定帶下面存在相當(dāng)大的氣體源、以及確定存在至少一個斷層或斷裂從氣體水化物穩(wěn)定帶下面延伸到氣體水化物穩(wěn)定帶中。用于檢測海洋氣體水化物的勘探方法的一個實施例可包括基于可能存在水化物巖脈的地質(zhì)指示選擇勘探地點、使用地震勘測技術(shù)和電磁勘測技術(shù)中的至少一個勘測該勘探地點以收集有關(guān)該勘測地點的數(shù)據(jù)、并基于說明可能存在水化物巖脈的地球模型來處理數(shù)據(jù)。選擇勘探地點例如可包括基于存在氣體水化物穩(wěn)定帶的地質(zhì)指示、位于氣體水化物穩(wěn)定帶下的氣體源、以及至少一個能將高流量氣體輸送到氣體水化物穩(wěn)定帶中的通道，來選擇勘探地點。在一個實例中，勘測勘探地點可包括使用變偏(walk-away)垂直地震剖面技術(shù)來勘測勘探地點。在另一實例中，勘測勘探地點可包括使用適合于檢測宏觀海底下電各向異性的發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行勘探地點的電磁勘測。這種發(fā)射器和接收器可例如包括天線的交叉偶極-偶極陣列。備選的是，發(fā)射器和接收器系統(tǒng)可包括水平電偶極天線陣列，包括至少兩個發(fā)射器天線和至少兩個接收器天線；且其中天線布置成提供至少四對發(fā)射器-接收器，包括橫向電對和橫向磁對。在另一實例中，勘測勘探地點可包括激活最接近海底的地震源，該地震源適合于產(chǎn)生斯通利波和剪切波；且其中處理數(shù)據(jù)的步驟包括分析 沿海底折射的斯通利波和剪切波，以檢測方位角各向異性的證據(jù)。按照另一實施例，一種檢測海洋氣體水化物沉積的方法可包含基于可能存在相當(dāng)大量的氣體水化物而不是存在似海底反射層的地質(zhì)指示來選擇要勘測的地點，并對該地點執(zhí)行電磁勘測和地震勘測中的至少一項以獲得海底下水平傳導(dǎo)各向異性的證據(jù)。在一個實例中，該方法可包括確定該地點的應(yīng)力張量，且執(zhí)行電磁勘測可包括基于應(yīng)力張量，估計該地點表面下的最大水平應(yīng)力的方向、在該地點上將發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向平行于最大水平應(yīng)力方向的第一方向拖曳以收集第一數(shù)據(jù)、在該地點上將發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向垂直于第一方向的第二方向拖曳以收集第二數(shù)據(jù)、并比較第一和第二數(shù)據(jù)以檢測表面下的宏觀電各向異性的證據(jù)。在另一實例中，執(zhí)行地震勘測可包含使用變偏垂直地震剖面技術(shù)勘測地點。此外，選擇地點可包括基于存在海底下氣體水化物穩(wěn)定帶、以及存在斷層和斷裂中的至少一個從氣體水化物穩(wěn)定帶下面延伸到氣體水化物穩(wěn)定帶中來選擇地點。另一實施例針對一種適合于在海洋環(huán)境中檢測氣體水化物巖脈的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包含配置成從勘探地點收集數(shù)據(jù)的勘測設(shè)備，以及配置成按照說明存在有氣體水化物巖脈的地球模型來分析來自勘探地點的數(shù)據(jù)的處理器。在一個實例中，勘測設(shè)備可包含配置成檢測海底下水平傳導(dǎo)各向異性證據(jù)的電磁勘測系統(tǒng)，例如發(fā)射器和接收器天線的交叉偶極陣列。在另一實例中，勘測設(shè)備可包含地震勘測系統(tǒng)，地震勘測系統(tǒng)包括最接近于海底的地震源以及至少一個地震接收器，且其中該數(shù)據(jù)是地震反射數(shù)據(jù)。例如，至少一個地震接收器可位于在勘探地點內(nèi)所設(shè)置的鉆孔中，且地震勘測系統(tǒng)可配置成執(zhí)行變偏垂直地震剖面勘測。在另一實例中，地球模型可說明存在有一系列平行氣體水化物巖脈，且其中該地震勘測系統(tǒng)配置成工作在為實現(xiàn)足夠分辨率所選擇的頻率下，以檢測在該系列平行水化物巖脈中各個水化物巖脈的寬度和在該系列平行水化物巖脈中各個水化物巖脈之間的間距中的至少一項。


以下參閱附圖對本發(fā)明的各種實施例和方面作詳細(xì)說明。應(yīng)理解附圖不是按比例畫出的。在附圖中，示于各個圖中的相同或幾乎相同的組件用相同的數(shù)字來代表。為清晰起見，在每個圖中沒有標(biāo)注每個組件。附圖包括圖I為相位圖，示出在海下環(huán)境中甲烷-水化物穩(wěn)定性的氣壓-溫度關(guān)系；圖2為氣體-水化物相位圖，定義在陸地北極環(huán)境中的氣體水化物穩(wěn)定帶；圖3為地震圖像，示出振幅消隱的發(fā)生和似海底反射層；圖4為按照本發(fā)明各方面的一種類型的海洋氣體水化物沉積的結(jié)構(gòu)實例圖；圖5為按照本發(fā)明一個實施例用聲波檢測氣體水化物巖脈的反射幾何學(xué)實例圖；圖6示出按照本發(fā)明各方面平行水化物巖脈引起的波導(dǎo)效應(yīng)圖； 圖7示出按照本發(fā)明各方面對聲波起波導(dǎo)作用的人字形水化物巖脈的實例圖；圖8示出按照本發(fā)明一個實施例用于成像水化物巖脈的獲取幾何學(xué)圖；圖9A為來自可用于本發(fā)明實施例中的一個源實例的頻譜；圖9B為來自與圖9A中同一源的另一頻譜；圖10是包括一個發(fā)射器和一個或多個共線接收器的常規(guī)海洋電磁勘測的方法圖；圖IlA示出按照本發(fā)明的實施例在發(fā)射器天線和接收器天線之間方位角關(guān)系的實例圖；圖IlB示出按照本發(fā)明的實施例在發(fā)射器天線和接收器天線之間徑向關(guān)系的實例圖；圖IIC示出按照本發(fā)明的實施例在發(fā)射器天線和接收器天線之間平行關(guān)系的實例圖；圖IID示出按照本發(fā)明的實施例在發(fā)射器天線和接收器天線之間垂直關(guān)系的實例圖；以及圖12為按照本發(fā)明另一實施例的電磁勘測系統(tǒng)的一個實例圖。
具體實施例方式研究顯示出陷入在近海表面下氣體水化物中的碳?xì)浠衔餁怏w總量可能非常巨大。如果確實如此，那么這對于尋求礦物燃料資源和對于全球氣候變化都有重大意義。此夕卜，已顯示出氣體水化物是對海底不穩(wěn)定性起作用的一個動因，所以它們的定位和量化都很重要。預(yù)期在大陸坡上氣體水化物很豐富，并且對于非常大的近海氣體水化物沉積已有廣泛的地震證據(jù)。所以，在有希望區(qū)域的鉆探活動僅發(fā)現(xiàn)非常少的氣體水化物確實令人驚奇。海洋氣體水化物勘探計劃直至今日令人失望的結(jié)果顯示出或是大陸坡上的氣體水化物遠(yuǎn)比所預(yù)期的要少，或是常規(guī)的勘探范例不夠有效。按照常規(guī)，海洋氣體水化物的勘探前景由地震勘測所定義，似海底反射層(BSR)被認(rèn)為在理論上是有水化物存在的最可靠指示。但實際上，BSR常常似乎是水化物出現(xiàn)的不良預(yù)測元素。例如，在南卡羅來納近海布萊克海嶺上的一個鉆探地點，在鉆探到強(qiáng)BSR的井中只發(fā)現(xiàn)極少的水化物，而在沒有BSR的一個地方鉆探的井中卻發(fā)現(xiàn)有水化物。而且，雖然BSR通常被認(rèn)為是在氣體水化物穩(wěn)定帶的基底處、由陷入在因水化物聚集而相對不能滲透呈現(xiàn)的沉淀物下的游離氣體聚集而引起的，但在BSR常不能發(fā)現(xiàn)游離氣體，至少不是電纜測井工具可檢測的量。在解讀BSR的意義時，有兩個原則應(yīng)牢記在心。首先，可能只需要非常少的氣體就可產(chǎn)生強(qiáng)地震反射層，其次，看起來是連續(xù)的反射層并不意味著是連續(xù)的氣體飽和介質(zhì)。高分辨率處理已揭示，在低分辨率看來是連續(xù)的強(qiáng)BSR實際上可由不連續(xù)的小氣窩產(chǎn)生。這些因素可能對BSR作為有氣體水化物存在的指示器的明顯不精確起了作用。
當(dāng)前的勘探計劃可能遺漏了在大陸坡上氣體水化物的值得注意的聚集。按照本發(fā)明的各方面和實施例，提供了一種基于水化物沉積聚集模型的水化物勘探范例，它包括用于檢測水化物沉積的電磁和/或地震技術(shù)。按照該模型的實施例，至少在一些儲集層中，氣體水化物可聚集在垂直或接近垂直的巖脈陣列中。應(yīng)理解，在本文中使用的術(shù)語“巖脈”定義為侵入先前存在巖石的侵入體，通常為垂直或幾乎垂直切割先前存在巖層的板狀形狀。該模型顯示出，似海底反射層可能是有大量水化物的錯誤肯定指示器，而沒有似海底反射層則可能是錯誤否定指示器。此外，該模型與在氣體水化物穩(wěn)定帶中所觀測到的振幅消隱相符合，如下所述。這種垂直或接近垂直的水化物巖脈用通常使用的常規(guī)地震獲取和處理方法不能可靠地檢測。所以，本發(fā)明的各方面和實施例提供的勘探技術(shù)考慮了水化物巖層的這種模型，并能夠檢測使用目前所用的勘探地球物理學(xué)的常規(guī)技術(shù)很難或不可能定位的氣體水化物巖脈。按照一個實施例，提出了許多適合于發(fā)現(xiàn)平行水化物巖脈陣列的地震技術(shù)。按照其它實施例，電磁(EM)技術(shù)也可用于發(fā)現(xiàn)和表征氣體水化物沉積。氣體水化物類似于冰，所以是絕緣體。它與通常被鹽水飽和且具有典型為lS/m左右傳導(dǎo)率的海洋沉淀物形成強(qiáng)對比。其強(qiáng)傳導(dǎo)率對比以及近海底的發(fā)生使氣體水化物成為海洋EM勘測的幾乎理想目標(biāo)。所以，本發(fā)明的一些實施例針對適合于檢測氣體水化物巖脈的EM勘測方法和系統(tǒng)，如下所述。特別是，這種EM方法可包括基于以下這種地球模型的數(shù)據(jù)處理即這種地球模型說明可能存在水化物巖脈，且不假定是水平各向同性的地球，如下詳述。應(yīng)理解，本發(fā)明在其應(yīng)用方面不限于以下說明書中所闡述的或附圖中所示的組件的構(gòu)建和布置細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠有其它實施例，且能以各種方式實踐或完成，而且本發(fā)明不限于所提出的實例，除非在權(quán)利要求中特別引述。此外，應(yīng)理解，本文使用的措辭和術(shù)語是為了說明的目的，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。詞語“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”、以及本文中它們變體的使用，意思是包含其后所列的項目和其等效物，以及附加項目。從經(jīng)濟(jì)觀點來看，可能最重要的是，對具有和不具有生產(chǎn)潛力的氣體水化物沉積加以區(qū)別。從水化物中釋放氣體要求增加溫度、降低氣壓、或使用抑制劑，當(dāng)水化物為低濃度時，不論總資源有多大，以上各項都不切實際。為了開發(fā)較少模糊不清的勘探方法，重要的是要理解氣體水化物沉積形成的機(jī)制。給出適合的溫度和氣壓條件，氣體可用性是控制水化物沉積的量和分布的主要因素，且沉積的性質(zhì)可能取決于氣體是如何輸送到水化物生產(chǎn)的地點的。氣體可以三種方式之一提供到氣體水化物穩(wěn)定帶，即在氣體水化物穩(wěn)定帶中就地生產(chǎn)氣體、氣體通過沉淀物中的孔隙空間遷移到氣體水化物穩(wěn)定帶中、以及氣體通過斷層或斷裂遷移到氣體水化物穩(wěn)定帶中。就地生產(chǎn)甲烷是由有機(jī)物質(zhì)的微生物破壞而引起的。氣體水化物穩(wěn)定帶中的生物氣體在產(chǎn)生后會立即形成水化物。不像石油和氣體，氣體水化物一旦在其穩(wěn)定帶中形成，就不會遷移到能達(dá)到值得注意的濃度的儲集層。所以，在沒有外部氣體源時，可以預(yù)期氣體水化物的濃度與原來當(dāng)?shù)赜袡C(jī)源材料的存在相關(guān)，且在這種沉積中水化物的最終濃度可能受總有機(jī)碳濃度限制。在小于3000米的水深中對海洋沉淀物的一些勘探已表明，最大總有機(jī)碳濃度，常規(guī)以總沉淀物的重量百分比表示，大約可為2%，且平均的總有機(jī)碳濃度大約可為O. 55%。只有一小部分這種總有機(jī)碳被轉(zhuǎn)換成甲烷，因此在原地生物生產(chǎn)甲烷是唯一氣體源的沉積中，水化物濃度可以預(yù)期是非常低的，例如，不大于總沉淀物體積的百分之幾。雖然這種生物沉積可能在空間上分布廣泛，但由于水化物的低濃度，它們不可能在經(jīng)濟(jì)上令人感興趣。在一些地域，氣體源可能處于氣體水化物穩(wěn)定帶基底之下。氣體可能溶解于孔隙水中，或游離在氣泡中，且可源自一種或多種源。例如，氣體可源自微生物活動(生物產(chǎn)生)，或源自深石油的高溫裂解(熱產(chǎn)生)。氣體也可因沉淀而產(chǎn)生，在它穿過其基底從氣體水化物穩(wěn)定帶中出來時，導(dǎo)致先前存在的氣體水化物分解。這種氣體可以向上移動，穿過沉淀的孔隙進(jìn)入氣體水化物穩(wěn)定帶，在此它形成水化物。但是，不像石油和氣體在通過儲集層向上遷移時仍保持可移動性，氣體水化物是不動的，并且一旦形成就不會自由遷移。還有，因從下向上移動的溶解氣體而產(chǎn)生的水化物聚集可由于孔隙堵塞以及隨后的水力滲透 性的降低而有自身限制。此外，不一定會阻塞水流的沉淀物卻可由于毛細(xì)管壓力效應(yīng)而阻塞游離氣體的向上遷移。因此，如果通過孔隙空間的輸送是氣體可遷移穿過氣體水化物穩(wěn)定帶的唯一方式，則可勘探的(例如大量高濃度)氣體水化物沉積就不大可能被創(chuàng)建出來。如上所述，按照本發(fā)明的一些實施例，提出在至少一些儲集層中，氣體水化物可主要形成為垂直或接近垂直的巖脈，其走向平行于最大水平應(yīng)力的方向。多個巖脈可以平行，或發(fā)展成人字形，但不一定是等間距，這取決于例如水化物沉積形成于其中的沉淀物的性質(zhì)。按照一個實施例，氣體水化物沉積可能與從氣體水化物穩(wěn)定帶基底下面的地域延伸到氣體水化物穩(wěn)定帶中的斷層或斷裂相關(guān)聯(lián)，其中可能有游離氣體的相當(dāng)大的聚集。隨著氣體水化物穩(wěn)定帶中這種斷層或斷裂內(nèi)的氣體變成水化物，它就會緩慢地填充通道，形成水化物巖脈，如下所述。地球中的斷層是平面或滑移地帶。在地震記錄上斷層很容易標(biāo)識為地層在其上是不連續(xù)的線條。延伸到并穿過氣體水化物穩(wěn)定帶的連續(xù)斷層可能是將氣體分布到整個氣體水化物穩(wěn)定帶的有效通路。但是，對此觀念的接受卻因以下認(rèn)識被推遲了 氣相甲烷不能與氣體水化物穩(wěn)定帶內(nèi)的過剩水成熱動態(tài)平衡而存在。不論如何，海洋水化物聚集的優(yōu)勢看起來與斷層系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，溶解的或氣態(tài)甲烷可以通過該斷層系統(tǒng)快速向上移動。例如，水化物與黑海中、北美太平洋沿岸、墨西哥灣中、以及其它地方的天然氣排氣口和滲漏層相關(guān)聯(lián)。甚至位于被動陸緣上的布萊克海嶺沉積也與從似海底反射層下面延伸到海底的斷層相關(guān)聯(lián)。這些斷層可構(gòu)成甲烷輸送的有效管道，而甲燒可為氣相態(tài)，因而與周圍沉淀物不處于熱動態(tài)平衡。張力斷裂是地球中流體通路的開口，不一定與顯著的滑移相關(guān)聯(lián)(如有斷層的情況)。當(dāng)孔隙壓力超過沉淀物中的最小形成應(yīng)力時，斷裂即可發(fā)生。斷裂平面一般與最小應(yīng)力方向正交。當(dāng)穿過軟的松散沉淀物的游離氣體流量不太高時，張力斷裂可能是瞬時的，且在空間上是緊密的。曾有人提出，氣體是作為隔離的盤狀物向上移動穿過松散泥濘的沉淀物，盤狀物的直徑比其厚度大得多。在沒有構(gòu)造應(yīng)力時，盤狀物的平面是垂直的或接近垂直的。在到達(dá)陷入的氣窩后，這些盤狀物可將其氣體釋放給氣窩并且消失。而已知氣體要遷移許多公里向上到常規(guī)碳?xì)浠衔飪瘜?，可以預(yù)期氣體的這種薄遷移盤狀物在進(jìn)入氣體水化物穩(wěn)定帶后很快就可形成固態(tài)水化物。確實，在將甲烷、海水和沉淀物的混合物有力地混合在一起的海底實驗中，水化物在幾分鐘內(nèi)即形成。所以，從氣體的隔離移動盤狀物形成的水化物沉積很可能集中在氣體水化物穩(wěn)定帶基底附近。相反，當(dāng)游離氣體的流量很大時，氣體管道(例如斷裂)可保持開放，并允許氣體移動相當(dāng)大的距離，穿過氣體水化物穩(wěn)定帶。水化物可在斷裂或斷層表面迅速形成，使通道變硬，并允許氣體流過通道而不接觸液體水。這種行為在將甲烷注入到淤泥柱底部的實驗中被觀測到，在 Brewer 等人的文章(“Deep ocean field test of methane hydrateformation from a remotely operated vehicle”，Geology25,407-410 (1997))中作了說明。在這些實驗中，沉淀物完全被氣體流替代的通道逐漸被固態(tài)水化物填充。此外，氣體遷移的煙 狀物在布萊克海嶺的氣體水化物穩(wěn)定帶中已被觀測到。這些水化物硬化的通道可將游離氣體與液態(tài)水隔離開，且可行進(jìn)相當(dāng)大的距離，穿過氣體水化物穩(wěn)定帶，假定通道(例如斷層或斷裂)連續(xù)。在地球中，斷層可能是平面的，其走向平行于最大水平應(yīng)力的方向。按照庫倫理 論，斷層或斷裂的傾角是45度加上φ/2,其中φ是在沒有水化物時海洋沉淀物的摩擦角，可通常等于大約20度。傾角大約為50-60度的不連續(xù)性通常在淺海洋沉淀物中被觀測到，與上述形成理論相符合。當(dāng)游離氣體氣壓超過上面沉淀物的強(qiáng)度時，游離氣體的聚集可在其上的沉淀物中引起斷層。水化物填充的斷層的傾角和走向可分別由沉淀物巖體中的最大水平應(yīng)力摩擦角和方向來控制。通過對稱，這些水化物巖脈能以人字形(V形結(jié)構(gòu))存在。相反，水化物填充的張力斷裂可具有由最小應(yīng)力和最大水平應(yīng)力方向控制的獨特傾角和走向。這些斷裂不會形成人字形。一旦管道填充有水化物，它就可成為沉淀物中最強(qiáng)的特征，不大可能再次斷裂或斷層。游離氣體可代之以發(fā)現(xiàn)具有和以前自身引起的斷裂或斷層相同的(或幾乎相同的)傾角和走向的另一路徑。因此，一系列平行水化物填充的巖脈可形成在海洋環(huán)境中豐富氣體源上方的氣體水化物穩(wěn)定帶中。參閱圖4，圖中示出在海面126下面氣體水化物穩(wěn)定帶108中形成的一系列平行水化物巖脈120的實例。如上所解釋的，游離氣體源可存在于氣體水化物穩(wěn)定帶108的基底124下面的區(qū)域122中。水化物巖脈系統(tǒng)一般會橫切通過地層邊界。但是，當(dāng)斷層或斷裂與滲透阻擋層下的粗沙層相交時，例外情況可發(fā)生。在這種情況下，氣體會水平擴(kuò)散，以產(chǎn)生與當(dāng)?shù)氐貙酉喾系乃飳游?。此外，?dāng)斷層傾角繞最大水平應(yīng)力軸對稱時，水化物人字形可向上開放。還應(yīng)指出，非常高流量的質(zhì)量和能量可阻礙平行水化物巖脈系統(tǒng)的形成。而是，氣體通路保持開放，穿過氣體水化物穩(wěn)定帶，允許氣體突破海底，并排放到海洋中。因此，最豐富有用的氣體水化物沉積會出現(xiàn)在這樣的區(qū)域中，即氣體流量既不太高又不太低，但又足夠高以將氣體充分帶到氣體水化物穩(wěn)定帶中，形成巖脈，如上所述。常規(guī)海洋地震勘測使用拖曳到海面附近的水聽器的源和浮纜。這種幾何條件對于檢測水平或接近水平的聲異常是最佳的，而且一般被認(rèn)為是適合于發(fā)現(xiàn)水化物的，因為許多水化物聚集模型是一維的(即，諸如水化物飽和度等儲集層特性是深度的函數(shù)，沒有橫向變化)。但是，常規(guī)海洋地震勘測用在存在有陡峭傾斜的水化物巖脈時具有重大限制。首先，很少或沒有能量可從巖脈反射回常規(guī)接收器，如下詳述。其次，大的橫向速度改變是常規(guī)地震處理算法不能確認(rèn)的。第三，根據(jù)與地震波前相比較的巖脈橫向伸展，以及它們是否形成為人字形，水平反射層可能會變形，且在地震勘測中不易解讀。大塊氣體水化物具有的壓縮聲速大致為3800米/秒(m/s)，剪切聲速大致為1950m/s，且密度大致為920千克/立方米(kg/m3)。形成對比的是，松散的或輕度凝固的高孔隙度海洋沉淀物具有的壓縮速度大致為2000m/s，水飽和密度大致為2000kg/m3。如果巖脈由水化物粘結(jié)的沉淀物組成，則可以看到壓縮和剪切速度差不多加倍，而密度則保持和周圍的水飽和沉淀物幾乎相同。因此，這種巖脈會呈現(xiàn)出與水飽和沉淀物的大聲阻抗對比，且對于適合的射線路徑幾何條件可產(chǎn)生強(qiáng)地震反射(如下詳述)，這暗示了良好的可檢測性。另一方面，由純(或幾乎純)水化物而沒有沉淀物所組成的巖脈可呈現(xiàn)出與鄰近水飽和沉淀物的強(qiáng)速度對比(例如，大約3800m/s對2000m/s)，而不是大聲阻抗對比。這是因為純水化物的密度可大致為水飽和沉淀物的一半，因而與周圍水飽和沉淀物相比，對水化物中大致加倍的聲速進(jìn)行了補(bǔ)償。結(jié)果，以法線入射的地震波不會被強(qiáng)反射，但以較大入射角的波就可能會被強(qiáng)反射。 按照本發(fā)明的一個實施例，地震技術(shù)可用來檢測一個或多個氣體水化物巖脈。為了能夠分辨來自水化物巖脈前后的反射，源的波長λ不得大于巖脈厚度的四倍?；驌Q句話說，巖脈的厚度應(yīng)大致等于或大于地震源工作頻率的四分之一波長。為簡單起見，以下的討論假定巖脈厚度為I米。但應(yīng)理解，這個實例只是為了作解釋，而非為了作限制。巖脈可具有各種各樣的厚度，其直徑可接近或不接近于I米。對于巖脈中大致4000m/s的速度，大約IkHz的源頻率意味著巖脈具有大約四分之一波長的厚度。在海底下沉淀物中，壓縮波的衰減在大約O. 01和O. 20dB/米/千赫茲(dB/m/kHz)之間變化，且剪切波的衰減在大約I和100dB/m/kHz之間變化。這樣，IkHz壓縮波振幅傳播200米會減少大致2dB到40dB。這種振幅反射在可用設(shè)備的檢測范圍內(nèi)，并表明這種大小巖脈的檢測是可行的。但是，為了確保檢測，可能重要的是將沉淀物內(nèi)的傳播距離保持到最小。海洋地震源按常規(guī)在水中起爆，且所發(fā)射的能量在海床被轉(zhuǎn)換成壓縮和剪切波。所傳輸?shù)膲嚎s能量因傳播速度從水中的大約1500m/s增加到海底沉淀物中的大約2000m/s而失散。Snell定律表明只有在頂角為90度的錐體內(nèi)在水中輻射的能量能作為壓縮能量穿透海底。Snell定律還暗示，以與垂線成O到30度之間的角度從源傳輸?shù)哪芰繉⒁耘c垂線成O到45度之間的角度傳輸通過海底，而以與垂線成大約30和45度之間的角度在源處發(fā)射的能量會在其余的立體角上從45度到90度擴(kuò)散通過海底下。對于超過45度的傳播角度，海底下中的波能量有強(qiáng)下降。所以，海洋源通常不是全方向的，而是可設(shè)計成將它們的大部分能量傳輸在“穿透錐體”內(nèi)，即在能量能穿透海底的立體角內(nèi)。在此錐體外傳輸?shù)哪芰靠赡苁遣幌Ｍ械?，因為它可能被陷入在水柱中，而且可能是信號帶寬中的噪聲源。結(jié)果，從海洋源傳輸?shù)挠杏媚芰客ǔ性诒?5度小很多的入射角上。參閱圖5，圖中示出按照本發(fā)明一個實施例用聲波檢測水化物巖脈的反射幾何學(xué)實例。當(dāng)與垂線成α角傳播的射線128(來自地震源)到達(dá)與垂線成β角傾斜的平面130時，反射射線132會以與垂線成角Y = 180° _(α+2β )返回來，如圖5所示。Y值小于90°意味著射線132將被反射回海底。所以，檢測要求α >90° _2 β。如上所述，可將氣體帶入氣體水化物穩(wěn)定帶中的斷層或斷裂的傾角通常可為45°加上φ/2，其中φ為沒有水化物時海洋沉淀物的摩擦角，典型為可等于約20°。因此，氣體水化物巖脈可形成為具有大致55°的傾角(距地平線的角度)，對此β =35°。β =35°時，γ + α = 110°。如上述，為了在巖脈平面上有顯著的能量撞擊，入射角應(yīng)為Ct <45° ,暗不Y >65°。但Y值越大，在海底射線132的出現(xiàn)距反射點越遠(yuǎn)。穿過沉淀物的傳播距離越長意味著到達(dá)接收器的能量越少，是由吸收和波場擴(kuò)展引起的。如上所述，為檢測可靠，理想的是穿過沉淀物的傳播距離應(yīng)減到最小。易于檢測到的反射波可在Y <45°的方向上傳播。因此，對于常規(guī)的海洋或海底地震源和接收器，所需的入射和反射角是互斥的，使得水化物巖脈的檢測很困難或不可能。例如，已經(jīng)用于水化物勘探活動的深拖聲學(xué)/地球物理學(xué)系統(tǒng)(DTAGS) —般適合于檢測與垂線成小于約30°角入射到海底的聲波，雖然該幾何條件沒考慮更寬的角度獲取孔徑。DTAGS設(shè)計用于近海底下目標(biāo)，并在15Hz和650Hz之間的頻率下進(jìn)行地震測量。但由于水化物巖脈的傾角預(yù)期為從大約50°到大約90°的范圍，因此非常少的能量會從巖脈反射回海面，可由拖曳的接收器記錄，使檢測不大可能進(jìn)行。常規(guī)的洋底地質(zhì)勘測使用拖曳到或接近海面的源，并且將多組件接收器放在海底上或植入海底中。雖然洋底系統(tǒng)允許估計海底沉淀物的更多聲學(xué)彈性特性，但系統(tǒng)的獲取孔徑在深拖系統(tǒng)上并未顯著增加。這就是說，對于記錄來自陡峭反射層的反射的同樣限制 也適用于洋底地震系統(tǒng)。除了與檢測上述各個水化物巖脈相關(guān)聯(lián)的問題之外，當(dāng)存在有多個巖脈時還有些問題會出現(xiàn)。例如，如果平面水化物反射層的角度分布是隨機(jī)的，散射就會破壞下行波前的一致性，并從而破壞在氣體水化物穩(wěn)定帶內(nèi)和下來自地層邊界的反射的一致性。在儲集層同時存在陡峭傾斜的巖脈和水平的水化物飽和沙時，就會發(fā)生這種情況。由于沉淀物和水化物巖脈之間的剛性和密度不同，一連串的平行巖脈就可創(chuàng)建方位角各向異性，通過分析沿海底折射的斯通利波和剪切波就可對其進(jìn)行檢測。應(yīng)預(yù)期，這些波在垂直于巖脈傳播時具有較小的有效速度。雖然沒有剪切和斯通利方位角各向異性可能是對于水化物巖脈存在的強(qiáng)否定指示，但這種各向異性可能是由于其它的原因。另外應(yīng)理解，由于諸如斯通利和折射剪切等表面波的低頻性質(zhì)及因此其低分辨率性質(zhì)，人們只能看到集合效應(yīng)而非各個巖脈的效應(yīng)。在另一實例中，一系列平行巖脈可起波導(dǎo)的作用。參閱圖6，圖中示出在平行水化物巖脈120之間傳播的導(dǎo)向射線134的幾何圖。穿過氣體水化物穩(wěn)定帶的波前，例如導(dǎo)向射線134，可在鄰近巖脈120的表面之間被反射多次。由于反射的原因，下行波前在其運行距離大于具有相同入射角的未導(dǎo)向波所運行的距離后，會出現(xiàn)在氣體水化物穩(wěn)定帶的下面。為了估計導(dǎo)向波運行距離的增加，考慮兩個與垂線成β角傾斜的平行巖脈120，如圖6所示，以及沉淀物中以α角入射的地震波前。當(dāng)導(dǎo)向射線134從上巖脈的下表面(點136)運行、在下巖脈的上表面反射出去、并返回到上巖脈的下表面，它運行的距離為2s，而前進(jìn)的垂直距離為z，如圖6所示。距離s可以從下式I計算，且距離ζ可以從下式2計算S = , d -⑴
sm(a + β)
COS βζ = 25· cos(a + A). cos = 2c/ —--—(2)
tan(a + β)在垂直距離D上導(dǎo)向射線134運行的距離，與未導(dǎo)向射線以相同入射角在相同垂直距離上運行的距離相比，由下式給出
權(quán)利要求
1.一種檢測氣體水化物的方法，所述方法包含 使用電磁勘測技術(shù)收集關(guān)于區(qū)域的數(shù)據(jù)；以及 至少部分基于所述數(shù)據(jù)表征至少一個水化物巖脈巖層，其中表征所述至少一個水化物巖脈巖層包括估計水化物巖脈的傾角和走向中的至少一項。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中收集所述數(shù)據(jù)包括使用適合于檢測宏觀海底下電各向異性的發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行所述區(qū)域的電磁勘測。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在該地點執(zhí)行所述電磁勘測包括使用包括交叉偶極-偶極天線陣列的發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行所述區(qū)域的電磁勘測。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中收集所述數(shù)據(jù)包括 估計所述區(qū)域中最大水平應(yīng)力的方向； 在所述地點上將發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向平行于所述最大水平應(yīng)力方向的第一方向拖曳，以收集第一數(shù)據(jù)； 在所述地點上將所述發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向垂直于第一方向的第二方向拖曳，以收集第二數(shù)據(jù)；以及 比較第一和第二數(shù)據(jù)，以檢測表面下的宏觀電各向異性的證據(jù)。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，還包含 收集有關(guān)所述區(qū)域的地質(zhì)信息；以及 至少部分基于所述地質(zhì)信息確定所述區(qū)域中值得注意的水化物存在的可能性。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中收集所述地質(zhì)信息包含標(biāo)識氣體水化物穩(wěn)定帶的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中收集所述地質(zhì)信息還包含確定在所述氣體水化物穩(wěn)定帶下面存在相當(dāng)大的氣體源。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中收集所述地質(zhì)信息還包含確定存在至少一個斷層或斷裂從所述氣體水化物穩(wěn)定帶下面延伸到所述氣體水化物穩(wěn)定帶中。
9.一種用于檢測海洋氣體水化物的勘探方法，包含 基于可能存在水化物巖脈的地質(zhì)指示選擇勘探地點； 其中選擇所述勘探地點包含基于存在氣體水化物穩(wěn)定帶的地理指示、位于所述氣體水化物穩(wěn)定帶下的氣體源、以及至少一個能將高流量氣體輸送到所述氣體水化物穩(wěn)定帶中的通道，來選擇所述勘探地點； 使用電磁勘測技術(shù)來勘測所述勘探地點，以收集關(guān)于所述勘探地點的數(shù)據(jù)；以及 基于說明所述可能存在水化物巖脈的地球模型來處理所述數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的勘探方法，其中勘測所述勘探地點包括使用變偏垂直地震剖面技術(shù)來勘測所述勘探地點。
11.如權(quán)利要求9所述的勘探方法，其中勘測所述勘探地點包括使用適合于檢測宏觀海底下電各向異性的發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行所述勘探地點的電磁勘測。
12.如權(quán)利要求11所述的勘探方法，其中勘測所述勘探地點包括使用包括交叉偶極-偶極天線陣列的發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行所述勘探地點的電磁勘測。
13.如權(quán)利要求11所述的勘探方法，其中勘測所述勘探地點包括使用發(fā)射器和接收器系統(tǒng)執(zhí)行所述勘探地點的電磁勘測，所述發(fā)射器和接收器系統(tǒng)包含水平電偶極天線陣列，包括至少兩個發(fā)射器天線和至少兩個接收器天線；并且其中所述天線布置成提供至少四對發(fā)射器-接收器，包括橫向電對和橫向磁對。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中勘測所述勘探地點包括激活最接近海底的地震源，所述地震源適合于產(chǎn)生斯通利波和剪切波；并且其中處理所述數(shù)據(jù)的步驟包括分析沿所述海底折射的所述斯通利波和剪切波，以檢測方位角各向異性的證據(jù)。
15.—種檢測海洋氣體水化物沉積的方法，所述方法包含 基于可能存在相當(dāng)大量的氣體水化物而不是存在似海底反射層的地質(zhì)指示，來選擇要勘測的地點；以及 對所述地點執(zhí)行電磁勘測，以獲得海底下水平傳導(dǎo)各向異性的證據(jù)，以及 確定所述地點的應(yīng)力張量。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中執(zhí)行所述電磁勘測包含 基于所述應(yīng)力張量，估計所述地點表面下的最大水平應(yīng)力方向； 在所述地點上將發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向平行于所述最大水平應(yīng)力方向的第一方向拖曳，以收集第一數(shù)據(jù)； 在所述地點上將所述發(fā)射器-接收器系統(tǒng)向垂直于第一方向的第二方向拖曳，以收集第二數(shù)據(jù)；以及 比較第一和第二數(shù)據(jù)以檢測所述表面下的宏觀電各向異性的證據(jù)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中執(zhí)行所述地震勘測包含使用變偏垂直地震剖面技術(shù)勘測所述地點。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述勘測設(shè)備包含地震勘測系統(tǒng)，所述地震勘測系統(tǒng)包括最接近于所述海底的地震源和至少一個地震接收器，并且其中所述數(shù)據(jù)是地震反射數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個地震接收器位于設(shè)置在所述勘探地點內(nèi)的鉆孔中；并且其中所述地震勘測系統(tǒng)配置成執(zhí)行變偏垂直地震剖面勘測。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述地球模型說明存在一系列平行氣體水化物巖脈，并且其中所述地震勘測系統(tǒng)配置成工作在為實現(xiàn)足夠的分辨率而選擇的頻率下，以檢測所述一系列平行水化物巖脈中各個水化物巖脈的寬度和所述一系列平行水化物巖脈中各個水化物巖脈之間的間距中的至少一項。
全文摘要
一種利用電磁或地震勘測檢測和/或表征氣體水化物沉積的勘探范例，它說明氣體水化物可聚集在垂直或接近垂直的巖脈中的可能性。諸如存在有氣體水化物穩(wěn)定帶、在氣體水化物穩(wěn)定帶下面存在有(或存在過)豐富氣體源的指示、以及高流量氣體能被輸送到氣體水化物穩(wěn)定帶中的指示等地質(zhì)因素可考慮作為勘探策略的一部分?？墒褂玫卣鸺夹g(shù)，例如變偏垂直地震剖面技術(shù)，或適合于檢測存在有垂直或接近垂直巖脈的電磁勘測，來收集數(shù)據(jù)。在一個實例中，數(shù)據(jù)處理和獲取技術(shù)可適合于檢測水化物巖脈，并且不假定水平各向同性的地球模型。
文檔編號G01N15/04GK102789002SQ20121025333
公開日2012年11月21日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者J·B·U·哈爾多森, R·克萊因伯格 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司