下陸區地質災害

① 湖北玖譽土地評估勘測有限公司黃石分公司怎麼樣

湖北玖譽土地評估勘測有限公司黃石分公司是2015-11-18注冊成立的有限責任公司分公版司(自然人投資或控權股)，注冊地址位於黃石市下陸區杭州西路以南大畈路以東團城山大廈2-1-2403、2404室。

湖北玖譽土地評估勘測有限公司黃石分公司的統一社會信用代碼/注冊號是91420200MA487TCX55，企業法人陳光軍，目前企業處於開業狀態。

湖北玖譽土地評估勘測有限公司黃石分公司的經營范圍是：土地評估、土地登記代理、工程測量、地籍地形測量、房產測繪、地理信息系統工程；土地咨詢及相關手續代理服務；土地利用總體規劃編制；土地開發、復墾及整理可行性研究、規劃設計；地質災害危險性評估；測繪技術咨詢服務。（涉及許可經營項目，應取得相關部門許可後方可經營）。

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② 黃石建市多少年

第二個是一個堅實的產業基礎，歷史貢獻。黃石被稱為「江南聚寶盆」，在世界上，是非常豐富的礦產資源，已探明的礦產四大類78種，品種齊全，礦物濃度，方便和容易選擇的共生礦產資源開發和利用特性。黃石，建立60歲以上的城市，國家累計貢獻近200萬噸鐵礦石，銅精礦800,000噸，6000噸煤炭，非金屬礦產560萬多噸，直接上繳利稅30億美元元。依託豐富的礦產資源，經過建市以來的建設和發展，黃石現在是8個主導產業集群的形成黑色金屬，有色金屬，建設材料，能源，機械製造，紡織服裝，食品飲料，化工醫葯， 2010年全市企業（東貝）在全球前三位，兩個（東灣，勁酒）的生產和銷售在全國同行業的前四個（新興鑄管，大冶有色，華新水泥，大冶特鋼進入全國500強，兩百多億美元的企業的產值，超過10億美元的企業14，超過158億元的企業。湖北百年企業在黃石鋼）占據10個席位，在全省排名第三。湖北著名湖北黃石的品牌產品和著名商標已達71。
形勢的發展增加後勁的基礎。 「十一五」期間，面對困難的挑戰的復雜和多變的環境，在家裡和在國外，冰雪風暴和自然災害，特別是國際金融危機的影響，城市的團結和辛勤工作的嚴重影響，艱難奮進，深入貫徹落實科學發展觀，發展的產業，建立一個大型公園，建設大城市「三大戰略，全面完成」十一五「發展目標和任務的全面落實。在2010年，全市生產總值達到69.012十億人民幣高達15.7％;規模以上工業增加值35.378十億人民幣，同比增長23.5％;，同比增長38.19％，總額為人民幣47.406十億固定資產投資; 7.146十億人民幣的財政收入，增加實現19.51％，其中地方財政一般預算收入3.41億元人民幣，同比增長31％;進口和出口1.508億美元，同比增長26.91％，其中出口為600億美元，同比增長26.86％;城鎮居民人均可支配收入是14665元，黃石，農民人均純收入的5525元，同比增長11.8％和14.84％，分別在「十二五」突飛猛進的節約潛力，打開加快發展的上升通道。

③ 神狐海域天然氣水合物聲波測井速度與飽和度關系分析

梁勁¹，王明君²，王宏斌¹，陸敬安¹，梁金強¹

梁勁（1971－），男，教授級高級工程師，主要從事天然氣水合物調查與研究工作，E-mail:Liangjin [email protected]。

註：本文曾發表於《現代地質》2009年第2期，本次出版有修改。

1.廣州海洋地質調查局，廣州510760

2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京100037

摘要：利用地震和測井資料，綜合分析了南海北部神狐海域含天然氣水合物沉積層聲波測井速度及水合物飽和度的分布特徵和變化規律，對水合物飽和度的理論計算值和實測值進行對比分析，並對水合物穩定帶的速度特徵與飽和度的關系進行了綜合研究。結果表明：神狐海域A站位水合物層厚度約20 m，聲波速度在1 873～2 226 m/s變化，水合物飽和度在15％～47％變化，飽和度值相對較高；受海底復雜地質因素的影響，實測的水合物飽和度隨聲波速度的變化並不是單一的正比例關系，而是隨聲波速度的升高而上下波動，波動幅度在10％～20％變化，總體趨勢上隨聲波速度的升高而升高，並集中分布在理論曲線附近；利用熱彈性理論的速度模型計算並通過校正的水合物飽和度曲線隨速度的增加有規律增加，水合物飽和度理論曲線與實測數據比較吻合，說明所建立岩石物理模型正確，模型參數選取合理；可根據地震速度擴展到整個研究區域來計算水合物飽和度，並為研究區的水合物資源量計算提供基礎數據。

關鍵詞：天然氣水合物；聲波測井；速度；飽和度

Relationship Between The Sonic Logging Velocity and Saturation for Gas Hydrate in Shenhu Region,Northern South China Sea

Liang Jin¹,Wang Mingjun²,Wang Hongbin¹,Lu Jingan¹,Liang Jinqiang¹

1.Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou 510760,China

2.Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China

Abstract:The distributing feature and regular pattern of sonic logging velocity and gas hydrates saturation in gas hydrate-bearing sediments have been summarized by use of seismic and logging data,furthermore,theoretic calculational and practical values of gas hydrates saturation have also been compared,in Shenhu area,northern slope of South China Sea.The relationship between velocity and gas hydrates saturation in gas hydrate stability zone has been analyzed,too.These evidences show: (1)The thickness,the variety of sonic velocity,and gas hydrates saturation of gas hydrate-bearing zone are separately about 20m,1 873～2 226m/s,15％～47%,and the value of gas hydrates saturation is bigger.(2)The relationship between practical value of gas hydrates saturation and sonic velocity is not only direct proportion under the influence of seafloor geological factor,but practical value of gas hydrates saturation fluctuates according to sonic velocity,which the range is 10％～20%,generally increasing with increasing sonic velocity and the distribution near theoretic curve.(3)The value,which from calculated by velocity model of heat elasticity theory and corrected,of gas hydrates saturation regular raises with velocity increasing.The fit between the theoretic and practical value of gas hydrates saturation indicated that established rock physical model is correctional and selected model parameter is rational.The methods that gas hydrates saturation is calculated by use of seismic velocity may extend total research area,and it also provides basic data for resource volume of gas hydrates in research area.

Key words:gas hydrate; the sonic logging; velocity; saturation

0 引言

天然氣水合物是在低溫、高壓環境下，由水的冰晶格架及其間吸附的天然氣分子組成的籠狀結構化合物，廣泛分布於海底和永久凍土帶。據估計，全球天然氣水合物中蘊涵的有機碳總量是已探明的所有煤、石油、天然氣等化石類燃料中有機碳總量的兩倍，因而是一種極有前途的21世紀乃至以後更長時期的潛在能源。這種水合物對溫度、壓力十分敏感，由溫壓變化引起的水合物分解可釋放出大量溫室效應極強的甲烷氣體，也會引起海底滑坡，從而破壞鑽井平台和海底電纜等基礎設施。因此，當今對賦存於海底的水合物研究已在能源、環境和災害等領域引起了普遍關注。一般認為海底天然氣水合物的儲量主要取決於水合物的分布面積、水合物穩定帶的厚度、沉積層的孔隙度及水合物的飽和度（或充填率）等，所以水合物在沉積物孔隙中的飽和度對其儲量的估計具有重要的意義^[1-2]。

廣州海洋地質調查局於2007年在神狐海區進行了天然氣水合物鑽探取樣工作，其中在3個站位取得了天然氣水合物實物樣品。本研究通過對神狐海區聲波測井速度與現場測試的水合物飽和度關系的精細分析，結合聲波測井速度特徵，對比速度估算水合物飽和度理論模型，最後對聲波測井速度與水合物飽和度的關系進行了分析和探討。

1 研究區地質概況

研究區位於南海北部陸緣陸坡區的中段，是歐亞、太平洋和印度—澳大利亞三大板塊交匯處的一部分，地質發展經歷了由板內裂陷演變為邊緣坳陷的過程。研究區基底構造復雜，斷裂發育、新構造作用活躍，由於受到北東、北東東、東西、北西方向斷裂的控制，南海北部陸坡海底地形呈階梯狀逐級下降，在陸坡上發育有深海槽、海底高原、陸坡台地、沖刷槽溝、海底陡崖、海底陡坡和海谷海丘等各種特殊構造地貌或地質體。研究區內張性斷層和褶皺構造發育，為下部天然氣向淺部地層運移開辟了有利通道，促使氣體向上運移到水合物的穩定帶上，而褶皺構造更易於對天然氣的捕獲，進而形成水合物礦藏。區內還發育一系列可能與天然氣水合物有關的特殊構造體，如滑塌體、泥底辟、增生楔等，是天然氣水合物發育的有利區域。研究區水深在800～2 000 m，東西橫跨約20 km，南北縱跨25 km，水深線走向大體與海岸線平行。海底地形比較復雜，坡度變化大，上陸坡陡，下陸坡緩。晚中新世以來深水重力流相當發育，沉積速率達（40～120)cm/ka，高的沉積速率導致發育有巨厚的中、新生代快速沉積物，厚達幾千米，有的甚至超過萬米，並在沉積中積累大量有機質含量，為細菌將其降解成甲烷氣提供物源。經過近幾年來的調查，區內已發現多處BSR發育區，並在2007年鑽探取得天然氣水合物實物樣品^[3-4]。

2 天然氣水合物飽和度的理論計算

天然氣水合物飽和度的估算可以利用一些參數反演計算來獲得，反演方法有多種分類方法，根據反演的目標不同可分為屬性參數反演、岩性參數反演、儲層參數反演三類。根據反演方法的不同，可分為迭代正演模擬法、線性反演法與非線性反演法。本文主要應用迭代正演模擬法反演飽和度。基本思想：假定模型的孔隙度、密度、初始飽和度及一些物性參數已知，根據給定模型計算初始飽和度下的速度，與實際反演或測井得到的速度比較，通過不斷修改模型飽和度參數，使理論計算的速度值和實際反演或測井得到的記錄最佳匹配，反復修正模型來達到反演飽和度參數目的。常用的速度估計天然氣水合物飽和度包括2種理論：一是根據雙相介質理論推導出縱波速度公式來估計天然氣水合物含量和游離氣的飽和度^[5-6]；二是根據熱彈性理論推導出縱波速度公式來估計天然氣水合物含量和游離氣的飽和度^[7]。本文研究的理論計算採用熱彈性理論推導的縱波速度公式。

熱彈性理論的速度模型為

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式中：v_p為縱波速度（m/s）;K為有效體積模量；μ為剪切模量；α為膨脹系數；T₀為初始溫度（開氏度）；C_e為比熱系數；ρ_m為沉積層有效密度（g/cm³）。

假定地層為均勻的多孔隙岩石且孔隙中流體飽和，孔隙中填充天然氣水合物和水，沉積在孔隙空間的天然氣水合物包裹著岩石顆粒，類似於成岩膠結物，影響固體岩石的體積模量，稱接觸膠結型水合物^[8]。相鄰顆粒間普遍存在機械相互作用，同初始的岩石（因為初期為軟膠結）速度相比，天然氣水合物沉積處地震速度高，若沉澱於顆粒接觸處，則小顆粒物質的硬度較高^[9]。

對於有效熱膨脹和有效比熱系數定義為

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其中：φ_eff為有效孔隙度；α_s為顆粒的熱膨脹系數；α_w為水的熱膨脹系數；α_g為游離氣的熱膨脹系數；S_w為水的飽和度；S_g為游離氣的飽和度；C_es為顆粒的比熱（J/cm³·K）; C_ew為水的比熱；C_eg為游離氣的比熱。

對於體積模量（K）採用Gassmann導出的計算公式^[10]：

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其中，K_b為岩石基質固有的體積模量；K_m為乾燥岩石骨架體積模量，R為泥質體積分數。

假定流體相和固體相的壓縮率為

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其中：S_s為顆粒的飽和度；S_h為水合物的飽和度；C_s為顆粒的可壓縮率；C_h為水合物的可壓縮率；S_w為水的飽和度；S_g為游離氣的飽和度；C_w為水的壓縮率；C_g為游離氣的壓縮率；體積模量和壓縮率之間滿足關系式：K = 1/C。

為了考慮在天然氣水合物飽和度較高時，水合物和固體基質膠結情況的影響，採用滲濾模型^[11]，即從連續狀態（完全膠結）到不連續狀態（無膠結）的轉變體系。基質的剪切模量定義為

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其中：μ_smKT為固體骨架剪切模量（完全膠結）；μ_sm0為固體骨架剪切模量（無膠結）；φ_h為水合物的體積分數；φ_s為顆粒的體積分數。

對於流體相ρ_f和固體相ρ_b的密度，則分別採用：

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其中：ρ_w為水的密度（g/cm³）；ρ_g為游離氣的密度（g/cm³）；ρ_s為顆粒的密度（g/cm³）；ρ_h為水合物的密度（g/cm³）。

與固體骨架顆粒接觸型膠結的天然氣水合物，包裹或沉積在岩石顆粒相，沉積的結果使骨架的孔隙空間變小，用有效孔隙度（φ_eff）表示。孔隙中充填流體時，並不影響骨架孔隙的變化，孔隙度保持不變。有效孔隙度定義為

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其中：C_h為天然氣水合物的濃度；φ為岩石骨架的孔隙度。那麼，充填水合物或流體的沉積層有效密度ρ_m可以表示為

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根據上述天然氣水合物飽和度的估算原理，建立速度與孔隙度、飽和度的岩石物理模型，模型參數包括沉積物中岩石礦物組分、海水、游離氣和天然氣水合物的物性參數。把根據假定模型的初始飽和度，通過熱彈性理論計算出含水合物地層的速度作為理論值，根據迭代正演模擬法，通過不斷修正模型參數，使理論值和實際值最佳匹配，多次迭代，即可計算出天然氣水合物的飽和度^[12-15]。

3 研究區天然氣水合物聲波測井速度和飽和度

3.1 天然氣水合物聲波測井速度特徵

用測井技術來確定海洋沉積物中氣體水合物與其下伏地層游離氣的聯系已被證明非常有效，測井技術能揭示實驗室樣品難以測量到的氣體水合物現場性質，聲波速度測井在確定地震信號與氣體水合物及游離氣關系的作用尤其明顯，如果在氣體水合物層下存在游離氣層，會導致速度的減少和出現強反射。神狐海區中部海區有2007年水合物鑽探的幾個先導孔的聲波測井數據，有部分聲波測井曲線呈現明顯的高速、速度倒轉等天然氣水合物存在的特徵；根據這些速度異常特徵，結合其他地球物理、地質和地溫資料，先後在3個站位成功地鑽獲了天然氣水合物實物樣品，筆者利用這其中的一個站位（A站位）聲波測井資料，結合地震反射剖面，來分析聲波測井速度特徵。

A站位位於神狐海區中部，水深1 232 m，最大井深248 m。圖1為該站位的聲波測井曲線，這是一條典型的含天然氣水合物的速度異常曲線，聲波測井段范圍為40～248 m，聲波速度值主要在1 600～2 250 m/s的范圍內變化。按曲線變化特徵可分為4段。40～195 m為第一段，聲波速度緩慢增大，范圍在1 600～1 900 m/s之間，是普通的沉積物特徵。195～215 m為第二段，聲波速度隨深度增加而起伏，且表現為遞增快，遞減快，整段呈典型三段式異常特徵，即兩頭小中間大；其中在195～215 m段聲波速度明顯增高，該厚度范圍內聲波速度平均值為2 105 m/s，並在該段成功採集到水合物樣品，水合物厚度約20 m，水合物飽和度最高為47.3％。215～220 m段聲波速度快速下降到1750 m/s，是水合物之下存在游離氣層的緣故。220 ～248 m 段，聲波速度緩慢增加，為普通的沉積物特徵。在地震剖面上， BSR特徵明顯，BSR之上為眼球狀結構，BSR 位置距海底239 ms， （圖2），根據時深轉換，對應的深度約為210 m，即測井數據與地震解釋的BSR位置相差不大。

圖1 A站位聲波測井速度曲線

圖2 通過A站位的地震反射剖面

3.2 天然氣水合物飽和度理論數據和現場測試結果

由於海底地層存在許多不確定的因素，利用地震波速度求取的水合物飽和度一般都需要進行校正。天然氣水合物一般分布於海底以下未固結的沉積物中，地層岩性主要為粉砂質泥。在利用地震波速度求天然氣水合物飽和度時，應首先考慮對地震波速度進行壓實校正。在未壓實的松軟地層中，聲波速度降低，而在孔隙度較大且孔隙被流體或氣體填充的壓實地層中，地震波速度同樣降低，因此只有正確地校正地層的壓實效應才能求准地層的孔隙度和飽和度參數^[16-18]。

表1和圖3分別為利用熱彈性理論的速度模型計算並通過校正的天然氣水合物飽和度數據和隨縱波速度變化的飽和度曲線。理論計算的天然氣水合物飽和度數據，是一種理想型的飽和度值，圖中飽和度曲線隨速度的增加有規律增加，其變化規律滿足公式：

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式中：V為縱波速度（m/s）,S為水合物飽和度。

含水合物的沉積物中孔隙水的淡化程度與水合物飽和度之間存在著某種相關性，即氯離子濃度自上而下減小，這是岩心中水合物分解所釋放的低鹽度水淡化所造成的，所以現場實測一般是利用岩心孔隙水氯離子淡化程度來計算水合物的飽和度。

利用岩心孔隙水氯離子淡化程度來計算水合物的飽和度，首先需要建立水合物分解前的原地孔隙水氯離子濃度剖面，從而制約由水合物分解所造成的稀釋程度。假定岩心孔隙水氯離子剖面上小於原地孔隙水氯離子剖面的部分都代表了水合物分解的影響，則可以用如下經驗公式進行水合物飽和度的估算^[19-21]:

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式中：S_h為天然氣水合物飽和度；ρ_h為純天然氣水合物密度，取0.9 g/cm³; Cl_pw為實測的岩心孔隙水中氯離子濃度；Cl_sw為原地孔隙水中氯離子的濃度，主要採用水取樣溫度探針測量獲得。

表2和圖4分別為神狐海區A站位的現場測試的飽和度數據和飽和度隨聲波速度變化的散點圖。現場測試的飽和度數據，是真實可靠的實測數據，雖然受復雜的地質因素影響較大，飽和度與聲波速度的對應並不嚴整，但總體趨勢上與理論計算比較接近。

表1 理論計算的飽和度數據

表2 神狐海區A站位現場測試的飽和度數據

圖3 理論計算的水合物飽和度隨速度變化曲線

圖4 現場測試的水合物飽和度隨速度變化散點圖

4 結果討論

海底沉積層的地質因素相當復雜，通過熱彈性理論計算的水合物飽和度，是假設海底沉積物均勻變化的計算結果，忽略了海底復雜地質因素帶來的影響，大大地簡化了復雜的計算程序，是一種簡單的計算結果，不可避免地存在一定的誤差。利用岩心孔隙水氯離子淡化程度來現場測試的水合物飽和度，雖然只是某一井口位置垂向的飽和度數據，但可以擴展到整個研究區域，並且體現了各種復雜影響因素，是沉積層水合物飽和度的真實體現。

利用理論計算的水合物飽和度與現場測試的水合物飽和度數據的對比分析，可以驗證水合物飽和度的准確度和誤差程度。圖5為神狐海區A站位現場測試和理論計算的水合物飽和度交匯圖，從圖中可以看出，神狐海區A站位的水合物飽和度值大約在15％～47％之間，受海底復雜地質因素的影響，水合物的飽和度隨聲波速度的變化並不是單一的正比例關系，而是隨聲波速度的升高而上下波動，波動幅度在10％～20％內變化，但總體趨勢上是隨聲波速度的升高而升高，並集中分布在理論曲線附近，這說明理論計算的速度與孔隙度、飽和度等岩石物理模型正確，模型參數選取合理，理論值和實測值的匹配達到最佳效果。

圖5 神狐海區A站位現場測試和理論計算的水合物飽和度對比

5 結論

通過對神狐海區現場測試的飽和度數據、聲波測井速度以及理論計算的水合物飽和度對比分析，總結出神狐海區水合物飽和度隨聲波速度變化規律，並得出以下結論：

1)A站位水合物層厚度約20 m，聲波速度在1 873～2 226 m/s之間變化，水合物飽和度在15％～47％之間變化，飽和度值相對較高。

2）利用熱彈性理論的速度模型計算並通過校正的水合物飽和度值，是簡化了復雜地質因素帶來的影響，飽和度曲線隨速度的增加有規律增加。

3）受海底復雜地質因素的影響，實測的水合物飽和度隨聲波速度的變化並不是單一的正比例關系，而是隨聲波速度的升高而上下波動，波動幅度在10％～20％內變化，總體趨勢上隨聲波速度的升高而升高，並集中分布在理論曲線附近。

4）水合物飽和度理論曲線與實測數據比較吻合，說明所建立岩石物理模型正確，模型參數選取合理，可根據地震速度擴展到整個研究區域來計算水合物飽和度，並為研究區的水合物資源量計算提供基礎數據。

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