文章内容来自：
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海底浅层气的地震波场模拟与特征_习建军
我国近海海底浅层气分布特征_李萍
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沿海平原海相沉积土中浅层气的探查_陶灵法
海底浅层圈闭与浅层气地震反射特征对比_顾兆峰
1、黄渤海浅层气的分布
调查区西部的陡斜的水下岸坡坡麓堆积体和坡麓低洼槽内充填层中分布有浅层气。浅地层剖面上呈现为凌乱的深黑色调，浅层气分布区海底地层结构被屏蔽。浅层气分布区呈长条状，长度约为21km，宽度1～2.6km，面积约为31km2。调查区域内海底表面没有发现成群的麻坑状地貌特征，说明浅层气压力不大，没有大量逸出，不足以影响海底的地貌形态。
2、浅层气的特征及证据
浅层气的直接证据可以通过地球物理调查、钻井泥浆、海底沉积物和底水样品的地球化学分析获得。间接证据可以通过海底沉积特征、气体渗漏、与甲烷有关的碳酸岩结壳、异常生物群落获得。浅层气存在的各种证据表明,沉积物中的天然气是活动的。
1 直接证据
在地震剖面中, 浅层气存在的证据有如下几种形式:
(1)浊积反射
由于声波能量分散而形成的杂乱反射, 地震剖面上表现为黑色斑点。据报道, 沉积物中气体含量即使只有1 %也会出现浊积反射。在相邻的受气体影响的地震剖面上反射层通常会出现“下拉”现象, 这是因为含气层声波速度低造成的。
(2)增强反射
通常出现在浊积反射侧面, 呈连续的强振幅反射。据报道, 在很浅的沉积物中, 天然气在含孔隙的(富沙和粉沙)沉积物中呈聚集状, 而在不渗透的(富泥)沉积物中呈分散状。浊积反射通常是聚集状天然气的反映, 而增强反射则通常是分散状天然气的表现。
(3)柱状扰动或气烟囱
正常的地震反射层序由于孔隙流体, 特别是天然气的向上运移而受到扰动或破坏所呈现的垂向反射特征。
(4)空白反射
地震剖面上推测由天然气造成的呈补丁状的弱反射或无反射。其原因有孔隙流体(天然气)向上运移扰动沉积层, 或声波能量被上覆含气层吸收;上覆硬地层使声波能量反射增强, 地震信号穿过硬地层能量降低, 振幅变小。
(5)亮点
含气层顶部所表现出的强振幅, 负相位反射, 通常与下伏气—水界面的正相位强反射成对出现。亮点在地震剖面上, 特别是在经相对振幅处理后的地震剖面上显示为黑点。值得注意的是, 气层并不是形成亮点的惟一原因, 褐煤、煤和砾石夹层同样可以形成亮点反射, 而且, 亮点的识别和界定主观性很大, 同时受接收信号处理过程的严重影响。
2 间接证据
2 .1 海底表面特征
(1)麻坑
由逃逸流体(主要为气体)带走海底沉积物形成的海底凹坑。麻坑的大小与海底沉积物的性质有关, 通常直径达几米到几百米, 深度从小于1 m 到20 m 不等。规模较大的麻坑见报于墨西哥湾, 据称, 它是由于天然气水合物分解和大量气体突然释放造成的。同样大小的麻坑也可以由井喷造成。
(2)海底圆丘
与浅层气有关的海底圆丘发现于爱尔兰海、北海和挪威北部海湾。这些海底圆丘均具有低幅度(1 ～ 2 m), 但直径在100 m 以上。有一种理论认为, 气体将上部沉积物孔隙中的水置换造成局部沉积物体积膨胀。海底圆丘可能是麻坑的初级阶段。
(3)泥底辟
通常, 泥底辟是由塑性沉积体在浮力作用下向上刺穿另一个塑性沉积体而形成的。世界许多海底存在泥底辟, 塑性体为充有气体的黏土或泥, 泥底辟一直上升到海底。在里海和阿拉伯湾, 泥底辟的存在与油气储层有关。
(4)巨大的气体土堆
墨西哥湾深水区存在特大型的泥底辟。这类底辟构造直径上千米, 高出周围海底上百米。它们与油气渗漏、天然气水合物和排气型动物有关。
(5)强反射海底
旁侧声纳上显示的补丁状强反射海底与穿出海底的扩散流体渗漏有关。水下摄像在北海发现, 强反射海底是由贝壳灰岩层、有壳生物聚集体和胶结沉积物的碳酸岩组成的, 然而, 粗粒沉积物(沙和砾)出露区或硬海底(泥砾层)也会在旁侧声纳上产生同样的特征。
2 .2 渗漏
渗漏通常分为大型和小型两种。大型渗漏的流体(液体、气体, 包括甲烷)肉眼可见, 而从海底逸散出的小气泡或溶解气则称为小型渗漏。最明显的渗漏证据可以通过声波或水下摄像观测到, 表现为羽状水柱。在回声探测、旁侧声纳和高精度地震记录上, 渗漏流体看起来像鱼群样, 呈垂直或倾斜的黑色羽状体。水下, 渗漏流体为无色或闪光的水, 这是因为两种不同密度的水相互混合的结果。大型气体渗漏有两种表现形式, 一是连续的小气泡流;一是断断续续的大气泡。
2 .3 与甲烷有关的碳酸盐岩
能将海底沉积物胶结成硬得像岩石一样的碳酸盐岩结壳表明海底附近存在或曾经存在甲烷。存在碳酸盐岩结壳的海底, 旁侧声纳记录为强反射区。
2 .4 异常生物群落
渗漏区生物活动异常。许多报告认为, 海底附近甲烷使细菌活动性增加, 进而使生物生产率增加, 然而, Dando 等(1991)在对北海麻坑大型渗漏区的研究中发现, 生物多样性和底栖动物群的生物量在渗漏区发生了降低。
3、浅层气与沉积物类型的关系
底质类型是决定浅层气反射特征的重要因素。泥质细颗粒物质沉积区, 浅层气以声学空白反射为主要特征, 顶界面埋深较浅且屏蔽下部地层, 即使海底表层细粒泥质地层较薄, 也会圈闭较多气体,形成声学空白;但在砂质粉砂、粉砂质砂、细砂等砂质粗颗粒沉积物沉积区, 浅层气以各种小规模的声学扰动为主, 难以屏蔽下部地层。含泥质较多的黏土质粉砂、粉砂质黏土地层具有较强的封闭能力, 能圈闭浅层气, 形成含气浓度较高的声学空白、声学幕反射, 但存在较强的逸散现象, 顶界面埋深起伏较大、部分浅层气常逸出到海水中。
由此分析认为:海底浅表层沉积物的泥砂含量决定了圈闭中盖层的封闭能力, 进而决定了海底浅表层的浅层气聚集能力和储集量, 从而形成了不同浅层气地震反射特征:当海底浅表层含泥量高且浅层气来源丰富时, 浅层气易于大量聚集, 形成大规模的声学空白区;当海底浅表层含泥量高但浅层气来源较少时, 海底浅部地层中浅层气有限, 只能形成声学幕、声学扰动等小规模的浅层气分布区;当海底浅表层含砂量较高、浅层气来源丰富时, 海底浅部地层中圈闭的浅层气有限, 形成各种声学扰动;当海底浅表层含砂量较高、浅层气来源较少时, 地层中浅层气贫乏, 一般不会形成浅层气反射。
4、浅层气探测
本次采用改进触探探头的方式进行探查，采用DBBJ-T 便携式气体报警探测器进行检测。
