THERMOGENIC PETROLEUM POTENTIAL OF THE NANKAI SUBDUCTION ZONE,OFFSHORE SW JAPAN

In the Kumano forearc basin, offshore SW Japan, the potential occurrence of hydrocarbons has been inferred from both geophysical surveys which point to the presence of natural gas hydrates, and geochemical analyses of gas samples recovered from boreholes and submarine mud volcanoes. The forearc basin is located in the inner part of the Nankai Trough where the Philippine Sea plate is subducting northwards beneath SW Japan. The basin succession unconformably overlies a deformed accretionary prism complex. Hydrocarbons with both microbial and thermogenic origins have been recorded in the Kumano Basin, but the thermogenic petroleum potential is poorly constrained because the regional‐scale geological architecture of the Nankai subduction zone is not well understood. In this paper, the regional‐scale petroleum potential of the Nankai Trough is investigated based on the geological interpretation of new seismic reflection images. The images were derived from legacy seismic survey data using advanced processing techniques such as reverse time migration, which make use of both primary and multiple reflections in wide‐angle seismic data collected with ocean‐bottom seismographs. In the study area, a seaward‐dipping reflector was identified which terminates at the plate boundary décollement and which is interpreted as part of the boundary between previously‐identified older (>14 Ma) and younger (<6 Ma) accretionary prisms. A triangle body at the base of the younger accretionary prism is interpreted to consist of underthrusted sediments including thick hemipelagic mudstones with source rock potential which were scraped off the down‐going oceanic plate. These tentatively identified, deeply‐buried mudstones may have the potential to generate thermogenic hydrocarbons which may then migrate upwards along dipping carrier beds or faults and fractures to the unconformity at the base of the Kumano forearc basin succession. The presence of hydrocarbons in the accretionary prism may be inferred from positive amplitude anomalies which have been identified in the reprocessed multi‐channel seismic data. The new reflection interpretations therefore allow the potential for thermogenic petroleum to be proposed in the study area. The hydrocarbon potential at this subduction margin may therefore rely not only on shallow microbial methane, but may also involve deeper, thermogenic petroleum generated within the underlying accretionary prism.     

利用地震方法识别天然气水合物

地震识别技术已广泛地应用于油气田的勘探与开发中。天然气水合物及其所捕集的含气带与围岩有显著的物性差异，我们可以利用地震技术对其进行识别。国外多年的研究成果证明，应用声学方法确定大面积分布的水合物非常有效，因为水合物具有强烈的声反射效应，它的声速很高，大约是海底沉积物的两倍。若水合物下方的沉积物捕集了天然气，其声速会更低，由此产生的反射波具有鲜明的特点。从物理模型出发，探讨了水合物的地震特征，利用地震资料从构造形态，相位特征以及AVO属性等方面对靶区可能存在的天然气水合物进行了判别。     

海底天然气渗漏地震探测方法的研究进展

海底天然气渗漏可以指示沉积层中的烃类聚集带，渗漏出的大量气体（主要是甲烷）还可能影响全球的气候变化。此外，与海底渗漏相关的浅层气改变了海底沉积物的土工性质，可能对海底工程构成威胁。因此对海底天然气渗漏进行研究意义重大。在海底渗漏探测方面，地震是一种有效的方法，它不仅能反映深部构造，为海底渗漏提供气体来源和运移通道信息；而且还可以直接用来寻找渗漏相关特征，为海底观测和取样提供依据。在地震剖面上，与海底天然气渗漏相关的浅层气表现为声混浊、声空白、亮点、多次波、速度下拉、气烟囱等特征，泥火山、泥底辟表现为隆起的地震透明带，而麻坑则表现为“V”字形截面和半透明状地震混浊。     

BSR及其下伏游离气区的分布特征与控制因素

拟海底反射层（Bottom Simulating Reflector,简称BSR）是水合物底界的地震反射标志,其上部的振幅空白带是含水合物地层的反射特征,下部的高振幅异常区代表了下伏的游离气区（Free Gas Zones,简称FGZs）。利用高分辨率三维地震资料,精细描述了毛里塔尼亚滨海地区的BSR和FGZs的地震反射特征及其与周边沉积构造单元的关系。BSR在底辟构造上部出现上拱现象,在靠近峡谷两壁时BSR位置快速变深。据分析,在底辟构造带,沿断裂体系向上运移的热流体改变了此处的水合物稳定条件,导致水合物稳定底界向上变浅。而峡谷对周边沉积物的冷却作用使当地的水合物稳定条件发生与底辟构造带处相反的变化,导致水合物稳定底界向下发生移动,在地震上表现为BSR深度的增加。另外,研究发现BSR和FGZs在流体运移通道较发育的地区,如断层、气烟囱和底辟构造带地区更加发育,证明流体运移体系在该地区对水合物和FGZs的形成具有十分重要的作用,提供了水合物体系的气源供给。     

海底天然气水合物地震研究方法及海底地震仪的应用

为促进水合物地震探测和研究方法的深入，在对已有研究方法（直接法、叠加速度分析法、ＡＶＯ、全波形反演）进行综合分析的基础上，针对原方法中存在的问题，提出了用海底地震仪（OBS）开展层析成像的方法和技术思路。首先对OBS的走时和波形联合反演的方法、水合物地震层析成像技术作了介绍；其次，分析了该方法存在没有或不能充分利用海底震仪的三分量记录，尤其是S波信息，没有真正意义上的3D资料，没有开展更深部的探查（仅限于似海底反射界面）等问题；最后，提出发展和完善OBS地震层析成像技术研究水合物、游离气以及碳氢化合物的深部迁移通道的初步设想和技术方案。这对海洋天然气水合物的勘探有一定的指导作用。     

珠江口盆地大型丘状地质体地震相分析及地质解释

珠江口盆地白云凹陷叠前深度偏移三维地震资料揭示了6个位于mfs18.5之上约250 m处的大型丘状构造,这些丘状地质体最显著的特征为剖面上不对称的丘形和平面上不规则的椭圆形态。丘状体底座直径为826~3 542 m,最大高度可达403 m,规模最大的丘状体体积可达0.53 km³。这些丘状地质体与国外报道的丘状砂岩侵入体有着相似的地震反射特征,在符合SEG标准的零相位正常极性地震资料中,其顶面和底面分别响应于连续性较好的中—强振幅正向和负向反射同相轴,其核部以杂乱反射为主要特征,与围岩地层平行—亚平行的席状反射相比具有明显差异;且丘状体内部速度较围岩地层速度高,综合分析判断为砂岩侵入体。该沉积体具有良好的生储盖组合条件,具有巨大的油气勘探潜力。     

SEISMIC EVENTS IN THE UPPER MIOCENE – PLIOCENE SEDIMENTARY SUCCESSION IN THE GULF OF İZMİR (WESTERN ANATOLIA): IMPLICATIONS FOR HYDROCARBON PROSPECTIVITY

An analysis of multi-channel seismic reflection data integrating reflection tomography, pre-stack depth migration, AVO analysis, seismic modelling and seismic attribute analysis was used to investigate the Miocene – Quaternary stratigraphy of the Gulf of İzmir, western Anatolia. In this area, the east-west oriented Gediz graben intersects with the NE-SW oriented Bakırçay Graben. A velocity-depth model together with pre-stack depth migration allowed two seismic stratigraphic units (SSU1 and SSU2) to be distinguished. These units can be correlated with the stratigraphic succession at the offshore Foça-1 well and correspond to the Upper Miocene to Recent Bozköy, Ularca and Bayramiç Formations with a combined thickness of 1.75 km. The units rest on acoustic basement (SSU3) which has a basin-and-ridge morphology, and which corresponds to the Lower-Middle Miocene Yuntdağ Volcanics. A number of lateral velocity variations were identified. In particular, a ~90 m wide and ~500 m long lenticular-shaped low-velocity zone with an interval velocity of 1.68 km/s was identified in the Quaternary Bayramiç Formation. The structure is bounded by negative reflections whose amplitude increases with offset at the top and by strong positive reflections whose amplitude increases with offset at the base, interpreted as possible bright and flat spots respectively. These amplitude events point to the presence of gas-saturated sediments within the study area. The lenticular structure is bounded by strike-slip faults on either side, and by a Miocene – Pliocene unconformity surface below and by shales of the Bayramiç Formations above. It is therefore interpreted as a possible structural – stratigraphic trap. The strike-slip faults may allow the migration of hydrocarbons from source rocks located at greater depths. The presence of a low-velocity zone above the lenticular structure reaching up to seafloor may indicate the upward leakage of hydrocarbons from the trap. These observations will contribute to future hydrocarbon exploration activities in the study area.     

南海北部陆坡流体运移差异性的原因分析——以神狐天然气水合物钻探区和LW3-1井区为例

神狐天然气水合物(以下简称水合物)钻探区和LW3-1井区均位于南海北部陆坡珠江口盆地,平面相距约25km,但其天然气(水合物)的成因却不相同。为此,首先对神狐海域高精度2D/3D地震资料进行了精细解释,共识别出底辟构造(气烟囱)、大尺度断层、上新世中尺度正断层和更新世滑脱断层等4种含气流体的运移通道。在此基础上,对比分析了神狐水合物钻探区和LW3-1井区运移通道的平面分布特征。结果表明:气烟囱虽在两个区域内都有发育,但在形态、规模、内部结构、与围岩接触关系等方面却存在着明显的不同;晚中新世以来,神狐水合物钻探区以上新世正断层和更新世滑脱断层为主,前者被认为是流体侧向运移的通道,后者则沟通了气烟囱和海底,可被视为流体的逃逸通道,而LW3-1井区则主要发育沟通深部的大尺度断层,且剖面上呈现为地堑/地垒的特征。结论认为:LW3-1井区中沟通深部烃源层的气烟囱和大尺度断层,其垂向的流体输送能力要强于神狐水合物钻探区,这便是造成这两个相邻区域流体运移条件不同的主要原因。     

中国天然气水合物赋存特征

中国陆上冻土区和海域深水区都拥有丰富的天然气水合物（以下简称水合物）资源，二者虽在同盆共生、运聚机理上有相似之处，但差异也十分明显。为了给地质—工程—环境一体化开发水合物提供准确的基础地质数据，从构造与沉积、地温、热流、地球化学、地球物理响应、赋存类型、孔渗、力学强度、饱和度等9个方面，对比分析、总结了二者在分布规律与赋存特征上的差异性。研究结果表明：①陆上冻土区水合物主要赋存于中生代地层，以热成因气为主，受断层裂隙构造控制，具有较好的圈闭条件，其储层温度、地温梯度、热流、压力表现为“四低”特征，水合物多数分布在砂岩孔隙和泥页岩裂隙中；②陆上冻土区水合物测井响应总体显示“两高两低”特征（高电阻率、高波速、低自然伽马、低密度），储层岩石力学强度高，具有低孔隙度、低渗透率和低水合物饱和度特征；③海域水合物主要赋存于新生代第四纪地层，热成因或生物成因气皆有，受泥底辟、气烟囱、断层裂隙控制，无明显圈闭，其储层温度、地温梯度、热流和压力表现为“四高”特征；④海域水合物多数分布在富含有孔虫的黏土质粉砂和粉砂质黏土中，地震反射波显示明显的BSR特征，测井响应则总体表现为“两高”特征（高视电阻率、高波速），其储层沉积物力学强度低，具有高孔隙度、低渗透率和相对较高的水合物饱和度。结论认为：①海域是中国水合物富集的主要区域，后续应突破海域水合物甜点识别与评价技术，统筹考虑整个水合物油气系统的资源禀赋特征；②应重点攻关水合物储层精细表征技术和富集矿体—储层系统的精细刻画，加强海陆联合和全球比对研究。     

一种新型底流与浊流交互作用形成的储集砂体——以北礁凹陷为例

目前地质学家对垂直于大陆斜坡发育的浊积水道研究已较为成熟,而对平行于大陆斜坡水道的研究还处于起步阶段。在深水环境中,底流与浊流交互作用较为普遍,但研究少且程度较低,与这种交互作用相关的平行斜坡水道亟待深入研究。通过二维地震资料对北礁凹陷的古地貌进行研究,再利用三维地震资料的时间域构造、均方根振幅等,结合三维区的地震剖面和该区沉积环境及海平面升降、古气候等因素对平行斜坡强振幅水道进行综合研究。结果表明：北礁凹陷中中新世具有狭窄通道古地形特征,东北部发育一条近平行斜坡水道,且主要分布在该狭窄通道的右侧,该水道呈指状或锥状展布。沿水道方向有前积现象,且水道头部也有前积现象,而中部、尾部均以平行充填为主,该水道下方不发育大型断层。该平行斜坡水道是垂直于斜坡的浊流与沿斜坡的底流在狭窄通道处交互作用的沉积结果,该水道是一种新型的岩性储集砂体,具有潜在的高孔、高渗特征,该水道形成时的古气候和狭窄通道的古地形是其主控因素,并提出了这种新型储集砂体的沉积模式,丰富了我国深水砂体的类型。该水道具有重要的古海洋、古气候意义,可能在深水环境下的狭窄通道处广泛分布,是南海深水油气勘探的潜在接替新区,应引起石油地质工作者的重视。     

渤海地区底辟构造及其油气地质意义

渤海地区主要发育盐底辟和泥底辟,根据地震资料解释成果,对渤海地区的底辟构造及其伴生构造的几何形态特征与形成机制进行了分析,同时探讨了底辟构造与油气聚集成藏的关系。盐底辟外部形态变化较大,周缘伴生构造包括盐边凹陷、龟背构造和丰富的正断层等,盐底辟的形成演化主要受重力滑动作用和郯庐断裂带的走滑作用控制;泥底辟形态变化较小,主要受郯庐断裂带的走滑和反转作用控制。底辟作用形成的相关构造圈闭和隐蔽圈闭都是渤海地区值得关注的有利油气勘探目标。     

利用叠前弹性参数反演储层参数

塔中北斜坡带TZ45—ZG8井区下奥陶统鹰山组碳酸盐岩储层的主控因素为沉积环境及断裂,储层类型主要可分为孔洞型、裂缝型、裂缝—孔洞型和洞穴型4类,储层在地震剖面上多呈强振幅串珠状反射结构,表现为层状反射、星点状反射、断陷式反射3种地震反射特征。岩石物理分析及叠前AVO反演结果表明:纵波阻抗及密度对储层响应最为敏感,下奥陶统鹰山组储层表现为低纵波阻抗与低密度值;当储层含有油气时,远炮检距叠加数据振幅明显强于近炮检距叠加数据振幅,流体因子表现为高值,P.G属性剖面上表现为明显的正、负异常;当储层含水或被泥充填时,远、近炮检距叠加数据振幅变化不明显,流体因子相对储层含油气时值偏低,P.G属性剖面在储层段只有负异常。本文在岩石物理分析及AVO模型正演的基础上,通过叠前弹性参数反演预测储层的分布,通过叠前AVO分析预测流体的性质,提高了储层预测的精度。     

琼东南盆地典型渗漏型天然气水合物成藏系统的特征与控藏机制

为了深入探究渗漏型天然气水合物（以下简称水合物）运聚成藏的机制，基于高分辨率地震、海底观测、水合物钻探、随钻测井、岩心资料及钻后地球化学分析结果，从气源、运聚、储集、封盖等成藏条件入手，剖析了南海北部琼东南盆地渗漏型水合物成藏系统的特征与控藏机制。研究结果表明：①渗漏型水合物富集成藏受控于松南低凸起构造及其上发育的气烟囱，气烟囱构成的天然气运聚通道与水合物稳定域空间匹配决定了水合物的主要分布范围；②海底冷泉系统及地震剖面上出现的天然气渗漏地震反射异常，是渗漏型水合物分布与赋存的有力指示标志；③渗漏型水合物差异分布特征明显，横向上水合物聚集在具有明显渗漏通道构成的储集空间内部，而没有通道沟通水合物稳定域的区域仅聚集薄层水合物，垂向上水合物的分布厚度、产状及饱和度等也表现出差异性；④水合物气源具有生物气及热解气双重供给特征，热解气与深部中央水道岩性气藏及古近纪烃源岩有着密切的成因联系；⑤充足的天然气通过气烟囱及水道边界断层等通道运移聚集，并在海底浅层块体流沉积（MTDs）细粒黏土质粉砂封盖条件下富集水合物，MTDs内部的裂缝构成了渗漏型水合物主要的储集空间。结论认为，在低凸起及富生烃凹陷成藏的背景下，充足的天然气通过低凸起上气烟囱高效运聚成藏，气烟囱上覆MTDs内部是否出现渗漏通道是能否形成和富集水合物的关键，也是渗漏型水合物差异运聚成藏的主要控制因素。     

尼日尔三角洲前缘挤压带的古今BSRs分布特征

本文通过对尼日尔三角洲前缘挤压带的三维地震资料进行解释和属性提取,结合BSR数值模拟,分析了与天然气水合物相关的古今BSRs的分布特征及其发生垂向运移的主控因素。古今BSRs分别代表了天然气水合物稳定底界过去和现今的位置,在研究区古今BSRs均分散分布且主要位于褶皱带断层、气烟囱或者底辟构造等流体运移通道发育的地区,反映了流体运移条件对BSR的形成具有控制作用。古BSRs的反射特征较现今BSR弱,分布范围也更局限,其振幅特征可能是由先前存在的天然气水合物所导致的成岩作用引起的。现今BSR深度与海底深度呈正相关,但水合物稳定区厚度随海底深度的增加变化不大,约为425 m。BSR在地质历史时期的垂向迁移是诸多因素综合作用的结果。尼日尔三角洲挤压带的构造活动强烈且目的层沉积速率较高,深部热流也可沿断层、底辟等通道运移至浅部;下伏地壳是洋壳和过渡壳,大地热流值较高,且海相泥页岩热封盖能力强,这些条件均有利于BSR的向上迁移。另外,研究区的高饱和度水合物层表现为BSR上部的正极性、强振幅异常,主要位于气烟囱和背斜顶部,指示了流体运移通道对水合物成藏的控制作用。研究区BSR下伏游离气FGZs发育较为局限,仅在褶皱带流体运移通道发育的位置发育较薄的FGZs。     

莺歌海盆地东方1-1气田中新统黄流组浅海多级海底扇形成机理及储层分布

深海海底扇是沉积学领域及油气勘探的重要研究对象之一,而浅水海底扇研究相对较少。利用岩心、钻测井、地震及分析测试等资料,对莺歌海盆地东方1-1气田新近系中新统黄流组浅海多级海底扇的形成机理及储层分布规律进行了研究。研究表明：(1)多级海底扇发育水道、席状砂及扇缘砂。其中,水道岩性为中-细砂岩,呈透镜状强反射地震特征,波阻抗较低。席状砂岩性以细砂岩及粉砂岩为主,平行层理发育,多为强反射地震特征,波阻抗低。扇缘砂以粉砂岩及泥岩最为常见,弱反射地震特征,波阻抗高。(2)水道在研究区西北、中部及东南部发育,整体呈NW-SE向展布,可进一步分为3级,构成了多级海底扇的主体。席状砂发育在水道两翼及末端。扇缘砂多发育在海底扇边缘。(3)水道及席状砂沉积为有利储层微相,且席状砂储集性能略高于水道沉积。水道与席状砂沉积常断开不连通,席状砂与席状砂之间多不连通或弱连通,易形成岩性及地层圈闭。(4)多级海底扇的形成经历了早期的超临界流-临界流转换及晚期的充填-漫溢两个阶段。黄流组沉积早期,重力流能量高,超临界流-临界流转换可形成多级水道;随着重力流能量降低,流体转换作用减弱,重力流以充填-漫溢为主。     

南海“神狐型”BSR特征及影响因素

为了深入探讨神狐海域BSR特征及其影响因素,对天然气水合物钻探区高分辨率地震资料进行了精细解释。结果表明,神狐海域天然气水合物与BSR具有较好的对应关系,研究区BSR总体表现出多轴(或不光滑)和连续性较差的特征;BSR振幅强度主要与水合物稳定带之下的游离气有关。结合世界典型水合物发现区BSR特征分析认为,"神狐型"BSR的形成可能主要与不同成因水合物在纵向上的相互叠置有关。      

南海东北部陆坡天然气水合物藏特征

2013年下半年,国土资源部中国地质调查局、广州海洋地质调查局在南海东北部陆坡水深664~1 420m范围内钻探13个站位,取心获取了大量、多种类型的天然气水合物(以下简称水合物)实物样品,其中甲烷气体含量超过99%。对南海东北部陆坡天然气水合物成藏特征的研究结果表明:1地震反射剖面上具有多道似海底反射层(BSR)、振幅空白带(BZ)、BSR与地层斜交、速度反转等地震异常;2测井曲线揭示含水合物沉积层具有高电阻率(200Ω·m)、高纵波速度(2 700m/s)的特征;3地震和测井异常特征暗示该区具有单、双层水合物藏组合特征;4该区域水合物藏位于海底之下埋深220m以内的粉砂质黏土及生物碎屑灰岩沉积物中,水合物饱和度为45%~100%;5自然状态下,水合物呈块状、层状、瘤状、脉状、分散状等5种赋存形式;6研究区天然气水合物赋存类型多、饱和度高、甲烷纯度高,初步估算该区天然气水合物地质储量约为1 250×108 m3(50%概率条件下),是有利的勘探目标区。     

PROBABLE GAS HYDRATE IN CONTINENTAL SLOPE EAST OF THE NORTH ISLAND, NEW ZEALAND

Anomolous seismic horizons which (1) are strongly reflective, i.e. have a high impedence contrast; (2)cut across bedding planes of sediments;(3)are subparallel with the sea floor; and (4)increase their sub-bottom depth with increasing depth of sea floor (and thus with decreasing temperature of bottom water) are tentavely identifed as the base of a gas hydrate layer. The anamalous reflections occur below waters 1000-2500m deep, and along 500km of the continental slope. Some 10–20,000 sq km appear to be underlain by gas hydrates.
The hydrate layer is often associated with structural anomalies(anticlines, tilted faultblocks). These would allow gas to migrate up-dip into pressure and temperature conditions suitable for hydrate formation. Since the hydrate-cemented layer itself acts as a barrier to gas migration, free gas will be trapped and accumulated in the sediments beneath it.
It is concluded that huge amounts of hydrocarbon gas, both free gas and solid hydrate, have accumulated in this continental margin. On land, gas and oil generation is widespread, mainly originating from overpressured, Lower Teritiary to Upper Cretaceous shales. From seismic evidence the same formations appear to extend under the shelf and continental slope. The extensive occurence of gas hydrates would confirm that organicrich, terrigenous sediments have extensively been deposited in these areas.     

南海北部白云凹陷21Ma深水重力流沉积体系

深水重力流沉积是南海北部陆坡主要的沉积类型,以高分辨率三维地震、钻测井等资料为基础,通过地震资料解释和地质分析,对南海北部白云凹陷21 Ma所发育的深水沉积体系进行识别、解释和预测。识别出块体搬运沉积体系、水道堤岸复合体以及朵体3类深水重力流沉积单元。块体搬运沉积体系呈杂乱反射特征,底部发育侵蚀擦痕;水道作为重力流的搬运通道,呈弱振幅U或V形特征;重力流溢流形成的堤岸呈强振幅楔形特征;水道与堤岸构成水道堤岸复合体具有典型的海鸥翼状特征;位于水道前端的朵体表现为强振幅平行-亚平行反射,在平面上具有朵状特征。块体搬运沉积体系逐渐向水道、水道堤岸复合体以及朵体演化的过程中伴随着不同流态的深水重力流之间的相互转化。综合地球物理学、沉积学以及海洋地质学等方法,对南海北部陆坡21 Ma开展重力流沉积体系研究,建立深水沉积模式,对研究深水重力流沉积过程具有重要的理论意义。     

塔中西北部上奥陶统丘状地震反射异常体的成因

塔中地区上奥陶统良里塔格组富含礁滩沉积体,由于礁体具有丘状外形,因此人们普遍将其北西部台缘外带的丘状地震反射体解释为生物礁。本文通过地震地质综合分析,认为上奥陶统生物礁个体较小,其厚度小于1/8波长,宽度小于1个菲涅尔带半径,在常规地震资料中不能直接辨别,真正的礁滩沉积体总是隐伏于代表大套灰岩层顶面的极强反射波(T₇⁴)及其之下的1~2个弱反射波之中。那些位于极强反射波(T₇⁴)之上,内部为低频强振幅层状反射波结构的丘状体,其地层结构表现为灰岩(或泥质灰岩)与泥岩互层,为低能与高能过渡带的沉积环境的产物,内含礁滩沉积体的概率也很低。精细解释表明,此类丘状体是低倾角逆断层构造、斜坡滑塌堆积及浊积扇等非礁滩沉积体的地震响应。