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与天然气水合物分解有关的海底滑坡和气候突变事件

气烟囱识别分析技术在天然气水合物研究中的应用

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Q1：与天然气水合物分解有关的海底滑坡和气候突变事件

倪玉根^1，2　夏真^1，2　马胜中^1，2

（1.广州海洋地质调查局 广州510760；2.国土资源部海底矿产资源重点实验室 广州510760）

基金项目：国家海洋局海底科学重点实验室开放基金（KLSG0905）。第一作者简介：倪玉根（1984—），男，硕士，主要从事海洋地质和天然气水合物研究工作。Email:niyugen@163.com。

摘要 在地质历史时期，天然气水合物分解引发的海底滑坡在世界海域内广泛分布，著名的有挪威岸外Storegga滑坡、美国阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡滑坡、美国东海岸南卡罗来纳大陆隆上Cape Fear滑坡、巴西东北部大陆边缘的亚马逊扇、以及西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层等；天然气水合物分解引发的气候突变事件也多次发生，著名的有侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件（Early Toarcian OAE）、白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件（Aptian OAE）、晚古新世极热事件（LPTM），以及第四纪间冰期全球变暖等。不论是在地质历史寒冷期由于静水压力快速降低，还是在地质历史温暖期由于底水变暖，都可能会造成天然气水合物失稳而发生分解，从而诱发海底滑坡（滑塌），释放巨量的甲烷进入大气导致全球气候剧变。天然气水合物分解引起的海底滑坡和气候突变事件，不仅可以发生在过去，也可能发生在将来，其影响都有可能是灾难性的。因此，我们在勘探开发天然气水合物的同时，也应对其环境效应进行深入研究，评价和权衡人类开发天然气水合物的利弊，以期把握天然气水合物资源效益和环境效应之间的平衡。

关键词 天然气水合物 海底滑坡 气候变化

1 前言

天然气水合物是在高压低温条件下，由某些特定的气体分子（主要是甲烷）和水分子组成的固态的非定比的笼形化合物。天然气水合物作为新型的清洁能源，尤其在现今能源短缺的背景下，具有广阔的开发前景。保守估计，天然气水合物中蕴藏的能量是其它所有化石燃料总和的两倍^［1］。天然气水合物资源主要存在于海洋环境，全球大陆边缘中储藏的甲烷（包括天然气水合物和游离气）多达10～20万亿吨^［2～4］。美国、日本、加拿大、德国、印度和中国等国家对天然气水合物资源的勘探开发都投入了巨资，并取得了重大突破。多个国家已制定了时间表，计划实现天然气水合物的商业化开采。然而，天然气水合物在具备巨大的资源效益的同时，一旦发生分解，会引发灾难性的海底滑坡和气候突变。

2 天然气水合物分解引发的海底滑坡

天然气水合物分解引发的海底滑坡（滑塌）在世界范围内广泛分布。研究最多的是末次冰期时形成的挪威岸外Storegga滑坡，美国阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡滑坡，美国东海岸南卡罗来纳大陆隆上Cape Fear滑坡，巴西东北部大陆边缘的亚马逊扇，以及西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层等。

挪威岸外的Storegga（“Great Edge”）滑坡系^［5］是研究最好的海底滑坡之一，其谷头陡壁位于离岸100km外的陆架边缘，长达290km。该滑坡系从大陆坡一直延伸到3600m的深海盆，距离超过800km，滑坡造成的碎屑沉积最厚达450m，总体积约5600km³。该滑坡系有三期活动，第一期规模最大（约3880km³），可能发生在30000～50000年前，其它两期发生在6000～8000年前。第二期滑坡与第一期滑坡相比上溯了6～8km，破坏了450km³的陆架边缘，该滑坡中两个150～200m厚，10×30km宽的土层，沿着陆坡（平均坡度0.3°）向下移动了约200km。第三期滑坡局限在第二期滑坡残痕的上面，可能是第二期滑坡最后期的活动。在挪威盆地的最深部位，距滑坡谷头超过700km，沉积了一块超过6m厚的细粒浊积体，可能与第二期滑坡有关。Storegga滑坡的滑动面与天然气水合物的底界（BSR）在同一深度。Bugge等^［5］认为是地震和天然气水合物分解导致沉积物液化从而触发了Storegga滑坡。该滑坡的第一期活动可能导致了5×1015 g甚至更多甲烷的释放^［6］。

阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡处发育巨大的海底滑坡（滑塌）带^［7］，其范围与天然气水合物沉积区的范围（根据地震资料推断）相吻合（图1）。Kayen和Lee^［7］认为，在晚更新世海退期，大约在28000～17000年期间，海平面下降了100m左右，导致海床上的静水压力降低了约1000kPa。压力的降低导致天然气水合物的分解，释放出大量的甲烷和水，导致海底发生崩塌，形成巨大的海底滑坡。

Cape Fear滑坡位于美国东海岸卡罗莱纳海隆，其谷头陡壁长达50km，高120m，其滑坡残痕和滑塌沉积至少向下延伸了400km^［8］。Cape Fear滑坡中沉积物发生崩塌的区域其地层中的BSR 极其清楚^［8～9］。Paull等^［10］通过14C测年确定Cape Fear滑坡的形成于14500～29000年期间，属于末次冰期低海面时期。

在亚马逊河口外，地震资料显示亚马逊扇上至少存在4个由滑坡产生的大型块体搬运沉积体（MTD），每个沉积体的规模约104km²，厚50～100m。其中一个滑坡留下了120m高的滑坡陡崖^［11］。Piper等^［11］认为在晚更新世海平面下降时期，天然气水合物的分解引起沉积物失稳形成海底滑坡，从而导致这些大型块体搬运沉积事件的发生。

西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层^［12］，厚8～10m，顶部位于海底以下10～12m，穿过西地中海的深水海床。该浊积层的体积为500km³，形成时间为22000年前（已从14C年龄校正为日历年龄）。Rothwell等^［12］认为该巨浊积层的形成原因是，在末次冰盛期海平面最低之时，可能由于天然气水合物分解和（或）地震活动导致大陆边缘产生巨大的海底滑坡，继而形成强大的重力流（浊流），将大量的沉积物搬运至深海平原。

综上，天然气水合物分解形成海底滑坡的机制可总结为：在末次冰期低海面时期，海水压力快速降低，导致天然气水合物失稳而分解，诱发海底滑坡（滑塌），进而形成浊

流，将沉积物搬运至深海平原，形成巨浊积层（图2）。在此过程中，天然气水合物分解亦会导致巨量的甲烷释放进入大气，可能会引起气候变化。

图1 阿拉斯加岸外Beaufort Sea大陆边缘地质图。海底滑坡带的范围和天然气水合物沉积区的范围相吻合^［7］

Fig.1 Map of the continental margin of the Beaufort Sea offshore from Alaska showing the coincident regions of large landslides and gas hydrates^［7］

3 天然气水合物分解引发的气候突变事件

天然气水合物分解释放的巨量甲烷可能会导致剧烈的气候变化，引发大洋缺氧和全球变暖等灾难性后果，导致大规模的物种灭绝。在地质历史时期，可能与天然气水合物分解有关的著名事件有侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件（Early Toarcian OAE）、白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件（Aptian OAE）、晚古新世极热事件（LPTM），以及第四纪间冰期全球变暖等。

侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件，发生于183Ma前，造成了异常高的有机碳沉积，高温，以及大规模的生物灭绝^{［14～17］}。该事件在地质历史上的主要识别标志是碳同位素负漂移。海洋碳酸盐中的δ¹³C漂移量为-2‰～-5‰，树木化石中的δ¹³C漂移量为-4‰～-7‰^［18］。Hesselbo等^［18］从树木化石中获得的陆相δ¹³C漂移说明侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件造成的碳同位素异常不仅出现在海洋中，而且也出现在全球碳循环记录中^［19］。Hesselbo等^［18］认为该事件的成因是：强烈的火山活动和（或）构造运动，引发海洋环境发生改变，从而导致天然气水合物分解并释放大量的甲烷，造成δ¹³C的负偏移（甲烷的δ¹³C约为-60‰）。早托尔阶处于海平面上升期，造成天然气水合物分解的原因为底水温度的增高。Hesselbo等^［18］采用Dickens等^［20］估算LPTM事件中甲烷释放量的方法，认为δ¹³C的偏移量为-2‰～-3.5‰，估算出释放的甲烷量为1.5×10¹⁸～2.7×10¹⁸g碳，占目前天然气水合物储量的14%～24%。

图2 巨浊积体可能的形成模式图。天然气水合物分解可能会引起海底沉积体失稳而发生崩塌，在大陆坡上形成向下运动的海底滑坡和高密度的沉积物流（浊流）并在深海平原形成浊流沉积层^［13］

Fig.2 The likely mode of formation of a megaturbidite deposit.Unstable sediment accumulations collapse when perturbed，maybe with associated release of methane，resulting in a submarine landslide and flow of dense currents of sediment（turbidity currents）down a continental slope.The end result is turbidite sequences on the abyssal plain^［13］

白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件，发生于120 Ma前，与侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件非常相似。在此事件中，碳酸盐中的δ¹³C漂移量为-2.5‰～-3‰^［21］，树木化石中的δ¹³C漂移量达到-7‰^［22］。

晚古新世极热事件，发生于55.5Ma年前，深海钻探样品中的海洋沉积物、动物化石牙齿珐琅质、以及陆地地层中的碳酸盐和有机质中显著的δ¹³C负漂移，都记录了此次事件。该事件中δ¹³C漂移量为-2.5‰，该负漂移在随后的0.2Ma中即恢复正常^{［20，23］}。Dickens等^{［20，23］}提出LPTM假说，认为此时海洋温度升高，新的地温线建立，导致在初始地温线和水合物平衡曲线之间的天然气水合物发生分解，释放出巨量的甲烷（1.12×10¹⁸g），造成环境跳变（图3）。LPTM假说的重要性在于它第一次较好地解释了全球碳循环以及其它系统是如何与巨量的化石燃料爆发性释放产生联系，这在现如今的工业时代也可能发生。

第四纪气候循环与极地冰芯中记录的大气中甲烷含量波动是一致的^{［25～27］}，第四纪间冰期剧烈的全球变暖与大气中甲烷浓度的快速增加相吻合^［28］。Kennett等^［29］分析了Santa Barbara盆地的ODP893 A孔的浮游有孔虫和底栖有孔虫的δ¹³C和δ¹⁸O曲线，发现60000年以来间冰期中底栖有孔虫的δ¹³C具有较大的负偏移（-5‰），其原因是天然气水合物分解释放甲烷所致。有些时间段中，大的底栖有孔虫δ¹³C负偏移（达-6‰）和较小的浮游有孔虫δ¹³C（达-3‰）同时出现，则反映更大规模的天然气水合物分解。天然气水合物分解的主要原因是间冰期时中层水温度的升高（达2～3.5℃），其分解同时也造成了海底失稳从而形成海底滑坡（滑塌）。Kennett等^［30］进一步提出“水合物枪假说”（“the hydrate gun hypothesis”），认为15000年前，天然水合物分解释放的甲烷导致了剧烈的全球变暖。

图3 晚古新世极热事件（LPTM）可能的成因图。底水温度升高4℃，导致在初始地温线和水合物平衡曲线之间的天然气水合物发生分解，释放出巨量的甲烷并氧化成二氧化碳，进一步加剧气候变暖。图中小矩形为天然气水合物稳定带^［24］

Fig.3 Hypothesized causes of the Late Paleocene Thermal Maximum（LPTM），the ocean was warmed by 4 ℃，the hydrates between the original geotherm and the equilibrium curve would melt，resulting in methane expulsion to the environment，where it would be oxidized to carbon dioxide，leading to significant further warming.Hydrate stability zone shown by the small vertical rectangle^［24］

综上，天然气水合物分解引发气候变化的机制可总结为：在地质历史温暖期，由于底水变暖，引发天然气水合物分解并释放出巨量的甲烷，导致全球气候剧变，产生大规模生物灭绝等灾难性后果，如今多被记录在沉积物的δ¹³C负偏移中（图4）。在此过程中，天然气水合物分解亦会导致海底失稳从而形成海底滑坡（滑塌）。

4 结语

综述前人的研究成果，总结如下：

1）在地质历史时期，天然气水合物分解引发的海底滑坡在世界海域内广泛分布，著名的有挪威岸外Storegga滑坡、美国阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡滑坡、美国东海岸南卡罗来纳大陆隆上Cape Fear滑坡、巴西东北部大陆边缘的亚马逊扇、以及西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层等；天然气水合物分解引发的气候突变事件也多次发生，著名的有侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件（Early Toarcian OAE）、白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件（Aptian OAE）、晚古新世极热事件（LPTM），以及第四纪间冰期全球变暖等。

图4 甲烷释放与碳循环图^［19］

a—地质历史时期，事件性的温室效应可能导致海洋天然气水合物的突然释放，被记录为碳同位素的负异常。释放的CH₄会氧化成CO₂，导致温室气候的加剧；b—作为对CO₂含量升高的响应，生物圈表现为洋底有机碳沉积的加速和碳酸盐生产的危机，被记录为碳同位素的正异常

Fig.4 Methane release and the carbon cycle^［19］

a—In the past，episodes of greenhouse warming may have caused the sudden release of methane from gas hydrates in ocean sediments，as recorded in a negative carbonisotope anomaly.Methane⁃derived CO₂led to the amplification of the greenhouse climate；b—The biosphere responded to the higher CO₂levels with accelerated burial of organic carbon on the ocean floor，and with crises in carbonate production，as recorded in positive carbon⁃isotope anomalies

2）不论是在地质历史寒冷期由于静水压力快速降低，还是在地质历史温暖期由于底水变暖，都可能会造成天然气水合物失稳而发生分解，从而诱发海底滑坡（滑塌），释放巨量的甲烷进入大气导致全球气候剧变，产生灾难性的后果。

总之，天然气水合物分解引起的海底滑坡和气候突变事件，不仅可以发生在过去，也可能发生在将来，其影响都可能是灾难性的。然而，人类对资源的渴求必然导致天然气水合物勘探开发的力度不断加大。因此，我们在勘探开发天然气水合物的同时，也应对其环境效应进行深入研究，评价和权衡人类开发天然气水合物的利弊，以期把握天然气水合物资源效益和环境效应之间的平衡。

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The submarine landslides and climate change events related to gas hydrate dissociation

Ni Yugen^1，2，Xia Zhen^1，2，Ma Shengzhong^1，2

（1.Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760；2.Key Laboratory of Marine Mineral Reasources，MLR，Guangzhou，510760）

Abstract：During geological history，submarine landslides related to gas hydrate dissociation occurred worldwide such as Storegga landslide off Norway，Beaufort Sea continental slope landslide off northern Alaska，Cape Fear landslide off east coast of USA，Amazon fan off northeastern Brazil，the Megaturbidite in in the western Mediterranean Sea，and climate change events happened repeatedly such as Early Toarcian Oceanic Anoxic Event（OAE）during Jurassic，Aptian Oceanic Anoxic Event（OAE）during cretaceous，Late Paleocene Thermal Maximum（LPTM），Global warming during Quaternary interstadials.Both sudden decrease of hydrostatic pressure during the geological cold period（such as Last Glaciation），and sharp increase of bottom water temperature during the geological warm period，are likely leading to gas hydrate dissociation，resulting in forming submarine landslide（slump）and causing climate change.The submarine landslides and climate change events related to gas hydrate dissociation not only happened in the past，but also could happen in the future，and the effect both could be catastrophic.Therefore，while we enthusiastically focus on exploring and developing gas hydrate，we should further study its environmental effects，assess and weigh the advantages and disadvantages of exploration and development of gas hydrate resources，in order to keeping the balance between resource benefits and environment effects.

Key words：Gas hydrate；Submarine landslide；Climate change

Q2：气烟囱识别分析技术在天然气水合物研究中的应用

沙志彬　梁金强　王力峰　匡增桂

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

基金项目：国土资源部公益性行业科研专项项目（编号：200811014）、国家高技术研究发展计划课题（编号：2009AA09A202）和国家重点基础研究发展（973）计划（编号：2009CB219502-1）资助。

第一作者简介：沙志彬（1972.4—），男，教授级高工，主要从事石油地质和天然气水合物的研究。

摘要　天然气水合物是一种新型能源，形成水合物的天然气主要是来自于下部生烃源岩，当天然气在向上溢出的过程中遇到温度、压力和地层物性合适的区域便形成了天然气水合物矿藏。但天然气又是靠什么路径运移到储层的呢？经过研究，认定研究区的天然气主要是利用气烟囱进行运移的。而气烟囱识别分析技术就是利用研究区三维地震信息，通过对地震剖面的分析以及神经网络的运算，对天然气运移形式进行描述，直观地展示天然气运移通道及赋存情况，通过垂向上和平面上的气烟囱效应来预测水合物的发育带，并将形成水合物富集所需要的天然气源岩进行初步评估。然后在平面上展示出天然气运移分布范围和天然气水合物矿藏的成藏范围，从而为进一步研究水合物的形成、存储提供依据，并可为水合物勘探中的井位部署提供参考。

关键词　气烟囱 　天然气水合物　研究 　应用

1　气烟囱的概念

在石油地质学中，“气烟囱”（Gas Chim ney）是一个崭新的概念，“气烟囱”一经形成，就可作为后期油气或热流体不可忽视的通道，揭示油气的发育地点及运移到一个储层，以及如何从储层溢出，产生浅层油气。可见“气烟囱”对油气运移与聚集会产生重要影响，是大中型油气田存在的重要标志之一^[1～2]。

从地质成因角度来说，气烟囱是由活动热流体作用形成的一种特殊的伴生构造，这种伴生构造曾经是热流体（气、液）的泄压通道，不仅形似烟囱，且具烟囱效应。其静态形状上似裂隙、裂缝，而在动态变化上表现为增压破裂—泄压闭合—增压破裂这种旋回性“幕式”张合特征^[2]。从地震表现角度来说，气烟囱则可定义为在品质非常好的常规地震剖面上，某些部位反射波突然出现杂乱反射、振幅大幅度减弱（偶尔为强振幅）的这种柱状、椭圆状或锥形体地震模糊带，并且核部低速，据此可识别气体渗漏的位置和展布情况^[3]。

地震剖面上所揭示的气烟囱是流体垂向活动的直接证据。在地震剖面上造成反射模糊带，甚至空白区，其原因是气层低速异常和反射屏蔽的影响，使反射波信噪比大幅度降低。对于地震剖面上弱振幅、低连续性的特征，其原因可能为天然气从储层沿着构造薄弱带向上运移，当运移比较剧烈时可能破坏地层原始沉积层理，同时地层中含有天然气会大量吸收地震能量^[4]。

2　气烟囱与天然气水合物成藏的关系

天然气水合物是一种新型能源，其成藏条件比较特殊，主要形成于300m深的海底以下100～400m之间的地层中，是以层状、块状、团状等形式富集，主要是充填在海底沉积物的空隙和裂缝中，形成水合物的天然气主要是来自于下部源岩生烃后运移到合适的地层富集成藏的^[5～6]。但天然气又是靠什么路径运移到储层的呢？经过对地震剖面的分析以及神经网络的运算，认定研究区的天然气主要是利用气烟囱进行运移的（图1）。当天然气在向上溢出的过程中遇到温度、压力和地层物性合适的区域便形成了天然气水合物矿藏^[7～8]。因此，可以利用气烟囱识别技术预测天然气水合物分布范围^[9]。同时，气烟囱在形成过程中携带大量富含甲烷气的流体向上运移到天然气水合物稳定带，形成之后仍可作为后期活动的油气向上运移的特殊通道^[10]。此外，运用地震识别出的似海底反射（BSR）来识别气烟囱构造，通过速度、泥岩含量、流体势等属性参数及钻井资料，还可以判断该烟囱构造的类型^[11～12]。

图1 烃类的运移、聚集特征示意图Fig.1 Illu st ration of hydrocarbon migration and accum ulation

至于水合物形成的地质模式，目前主要有两种观点：一种是原先的因温度或 孔隙压力变化而转变为水合物；另外一种是微生物成因气或热成因气从下部运移至水合物稳定带而形成水合物。前一种情况下，水合物形成的重要原因不是外来物质的供给，而是原先天然气藏系统内的变化，水合物呈分散状存在于岩石中或者与已存在的气藏共生^[3]。而后一种情况，由于天然气丰度不断增加，当天然气在向上溢出的过程中遇到温度、压力和地层物性合适的区域便导致水合物生成、积聚。当沉积层中的水合物充填程度越来越高时，沉积层变得不透水不透气，并在水合物稳定带之下形成常规气藏^[4]。

深部形成的烃类气体一旦形成，就出现在运移和聚集的动态过程中。在粘土、粉砂质粘土等低渗透性沉积物中，一般发生垂直向上的运移；在高渗透性的砂质沉积物，或者裂隙发育的岩层中，深部来源的烃类气体大多沿地层上倾方向运移^[2～3]。在深部构造发育的区块，对于热解气以及深部运移气体形成的水合物而言，有利于气体进入水合物稳定域的运移通道是控制水合物形成和分布的关键因素^[13～14]。

因此，认为气烟囱与天然气水合物成藏的关系体现如下：

1）气烟囱以流体运移为主要特征；

2）气烟囱是天然气垂向运移的有效途径；

3）气烟囱构造为天然气聚集形成水合物提供有利圈闭条件^[15～16]。

3　气烟囱识别分析技术的研发及应用

3.1　地质模拟与工作流程

在气烟囱体中地震响应的垂直扰动得到加强，这些扰动常常与油气的垂直运移通道有关，通过对世界范围内许多处理的地震气烟囱的推断已经证明气烟囱在油源评价、运移、储存、（断层）封堵性以及溢出点都非常有用^[2、4]，其成因机理模型如图2、图3和图4。从以上三个图中可以看出，图2气烟囱发育较弱，油气藏以油层为主，含气较少，且断层跟油气藏没有直接连通，油气封盖条件较好，因此油气逸散量较小，在油气藏上覆地层气烟囱效应较弱，所以该类油气藏总体保存条件较好；图3气烟囱发育明显，油气藏富集，封盖条件较好，但下部气层较厚，含气层具有较大的流体压力，因此上部盖层的封盖压力不足以完全对气层形成封盖，因此具有较明显的气烟囱效应，所以该类油气藏总体保存条件一般；图4气烟囱发育明显，由于有断层跟上、下部油气层直接连通，且断层封堵性较差，油气储存条件被破坏，造成油气大量逸散，因此具有明显的气烟囱效应，所以该类油气藏总体保存条件较差。

在技术上对气烟囱体的预测研究主要是所谓的“地震气烟囱处理技术”，即运用多层非线性神经网络技术对未知地震区块进行预测。为实现地震资料自动化的地质解释，其中心环节是通常所说的模式识别，即建立地震资料气烟囱特征参数（如相似性）与气烟囱地质目标之间的关系^[3]。

图2 地质发育配置关系较好Fig.2 Good geological arrangement

图3 地质发育配置关系一般Fig.3 Ordinary geological arrangement

图4 地质发育配置关系较差Fig.4 Bad geological arrangement

为了实现气烟囱体的计算，采用荷兰DGB地球科技公司与挪威国家石油公司共同开发的地震属性处理与模式识别软件Opend-Tect。O pend-Tect在强化细微的地震特征信息的基础上，分析这些反映不同地质沉积信息的空间分布，把多种地震数据体的信息综合到一起以得到目标体的最佳图像。并且O pend-Tect用神经网络、数学逻辑运算对多个属性体处理，得到直接反映地下地质特征的新属性。O pend-Tect的核心步骤是倾角控制（Steer-ing），它在其所有的运算和处理过程中起着举足轻重的作用，是后续神经网络运算的前提和基础。以下就是我们应用O pend-Tect计算气烟囱体的工作流程（图5）。

图5 预测气烟囱体技术流程图Fig.5 Flow chart of gas chimney predication

3.2　气烟囱体计算的数据准备

为了更准确地识别气烟囱体，我们需要对原始的地震数据做中值倾角滤波，以减少处理时产生的随机扰动，使预测出的结果更加真实可靠。

O pend-Tect核心技术之一是在提取属性和对数据滤波时考虑了所探测的地质体的方向及空间展布。当地质体的方向已知时，方向性原理容易被应用，例如在地震气烟囱或直接碳烃检测中，很多目标体无固定方向，但是它在各个方向倾斜。在这种情况下，在一定范围的倾斜时窗中提取属性比在固定时窗中更有利。因此，需要知道局部倾角及每个样点处的方位角。

O pend-Tect提供了3种计算倾角及方位的方法，计算结果被称为“定向体”，也就是每一个样点处都带有倾角和方位角信息的数据体。用倾角定向对地震数据做倾角定向滤波，改善同相轴的横向连续性，减少随机扰动。该滤波的主要特点是无滤波尾巴。

中值倾角滤波是一个数据驱动工具并产生一个整理过的数据体。在该数据体中，连续相位被加强并且随机分布的噪音被压制。滤波增加了地震数据输出的可解释性，提高了水平层自动追踪的可执行性。滤波基本上搜集了我们定义圆域内的所有属性并在中心用振幅中值替换了原有值，搜索区域遵循控制体内的倾角而定（图6）。

图6 中值倾角滤波原理Fig.6 Median dip filtration principle

综合控制体的滤波工作流程如下：

1）定义搜索半径；

2）从开始位置提取首个振幅；

3）沿着倾角和方位角通向下一道；

4）在该点提取内插值振幅；

5）在搜索半径内对所有道重复第3、4步操作；

6）用所有提取振幅的中值来替换起始位置振幅；

7）对体内所有样本重复操作第2～6步。

4道半径的滤波输入包含57个点。注意该圆不是平坦的也不是水平的，但是从一道到另一道是符合地震相位的。

中值应该定义成一系列中心点位置相关的值。因此，如果从最小到最大列出N个振幅，就可以取（N+1）/2处的位置值作为中值，这里的N是一个奇数。要理解一个中值滤波的效果，可假设已经用了3个点的中值滤波来过虑一个地震相位。滤波过程由下面给出：

……0,0,1,0,0,1,1,3,0,1,1……

3点中值过滤响应由下面给出：

……0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1……

要检查这个，取3个相邻输入号码，排列并输出中间的值，然后改变输入组的一个位置并重复的练习。

请注意：

1）短于半个滤波的相位被清除（例如左侧1右侧0）；

2）噪音也被清除（值3）；

3）边界保留（主要的0带和主要的1带的间隙完全同一个位置，就是说无滤波导入）。

3.3　提取样本位置

图形窗口中提取烟囱体和非烟囱体。我们建议开始时做一些不同时间的相似性切片，这样可以在不同的时间尺度上初步判断气烟囱体的分布和走向特征。

在一个可能的烟囱体位置上显示一个或者是更多的属性来检查烟囱体单属性下如何显现，通过不同的属性对比来突出气烟囱体，以利于后续的拾取训练点。

做完这些工作以后，我们已经准备好拾取烟囱体和非烟囱体了。要求第一步产生两种不同的拾取组：一个是烟囱体，一个是非烟囱体，使用子目录中右击上栏菜单来实现，键入想创建的拾取组的名字，例如“烟囱体……是”并开始提取。在子目录中点击数据元素来移动元素到另一个位置并重复处理，重复这个练习直到取出了所需的所有样本点。

现在拾取非烟囱体点，并分别保存到不同的拾取组团（图7）。拾取样本位置是这个处理的关键步骤。应该取向于创建最有代表性的为烟囱体或非烟囱体拾取组。如果数据中有多个烟囱体，不要仅取于一个，试着在尽可能宽范围的时间域内把这些都拾取。

图7 神经网络训练组（绿色点表示气烟囱，蓝点表示非气烟囱）Fig.7 Neural network training（green dot:gas chimney,blue dot:not gas chimney）

3.4　神经网络及其算法

1）人工神经网络是模拟生物神经信息处理方法的新型计算机系统，它可以模拟人脑的一些基本特征（如自适应性，自组织性和容错性），是一个并行、分布处理结构，它由处理单元及其称为联接的无向信号通道互连而成。人工神经网络力图模仿生物神经系统，通过接受外部输入的刺激，不断获得并积累知识，进而具有一定的判断预测能力。

2）BP神经网络算法

BP网络算法的思想是把一组样本的I/O问题变为一个非线性优化问题，使用了优化中最普通的梯度下降法，用迭代运算求解权对应于学习记忆问题，加入隐含层节点使优化问题的可调参数增加，从而可得到更精确的解。BP网络模型设计的最大特点是网络权值是通过使用网络模型输出值与已知的样本值之间的误差平方和达到期望值而不断调整出来的，并且确定BP神经网络评价模型时涉及隐含层节点数、转移函数、学习参数和网络模型的最后选定等问题。

3.5　神经网络训练

首先在O pend-Tect里面创建一个新的神经网络，并选择想使用的属性（通常是全部）和包含了烟囱体和非烟囱体的拾取组团，一般说来不是所有位置都用来训练网络，但是一定比例的（10,10,20）样本是用来避免过度适配网络，神经网络将在我们声明的位置提取属性，它将随机分配数据到训练和测试组，并且启动训练状态。训练执行情况在训练期间被追踪（图8），并用两种指数来表示。RMS错误值曲线表示训练组和测试组的总的错误，分别从1（最大错误）到0（最小错误）两个曲线在训练间都应走低，当测试曲线再次走高表示网络过度适配。训练应在这发生之前适可而止。典型的一个RMS值在0.8范围内被认为是合理，0.8～0.6是好，0.6～0.4是很好，低于0.4为极好。

图8 神经网络训练监管窗口Fig.8 Monitoring window for Neural network training

最后将发现网络节点会在训练中变色。颜色暗示了在分类里面每个节点（每个输入属性）的重要程度，颜色从红（最重要）经黄到白（最不重要）过度训练。当一个网络从训练组中识别单个样本时会发生过度适配（overfitting）网络会在训练组中表现得更优，但是会在测试组中表现变差。当在训练组上的表现达到最大（最小错误）最优化结果的网络训练会停止，停止的点可以从神经网络训练窗口中的执行图表里查看。满意后，接下来把训练的网络推广到整个数据体。这个在“产生体”模块中操作完成。如果不想处理整个数据体，也可以限制输出范围来产生一个小数据体。为加快速度，可以在联机处理模式下在多台机器上运行工作，O pend-Tect会在声明的机器上分配数据并在处理结束时合成输出结果。

3.6　气烟囱技术在研究区的应用

通过研究区的气烟囱处理效果分析来看，研究区的气烟囱较为发育，作为一种油气运移的通道控制着整个研究区天然气水合物的分布和储量。从研究区LineA线的气烟囱效果图可以看出（图9），烟囱现象主要是发育在BSR下部，发育BSR的背斜处的下部存在明显的气烟囱现象，为天然气水合物的成藏提供足够的气源，证明此处的储层主要是利用气烟囱这种运移方式富集天然气的；从图中还可以看出气烟囱在1650ms以下的地层中发育，从侧面说明在神狐区域源岩生成的天然气被很好地保存在地层中，并在有利位置成藏。对比分析沿BSR±50ms时窗提取气烟囱平面效果图来看（图10），气烟囱在BSR以下发育充分，而在BSR以上则没有明显的显示，说明研究区的气体是沿着下部源岩向上运移的，烟囱效应是由下部到上部是逐渐减少的。由此可以初步认为，流体在运移过程中在有利区域发生富集，也就是在BSR附近存在并富集。

图9 Line A线气烟囱显示Fig.9 Display of gas chimney in Line A

图10 沿BSR±50ms时窗提取气烟囱平面效果图Fig.10 P lane slices at BSR±50ms derived from gas chimney identification technique

气烟囱在形成过程中携带大量富含天然气的流体向上运移到天然气水合物稳定带，其形成之后仍可作为后期活动的油气向上运移的特殊通道。通过平面和剖面结合分析，可以对天然气运移分布范围进行检测，对水合物的成藏范围进行圈定。

4　认识与讨论

利用DG B公司Opend-Tect软件气烟囱技术，通过对地震剖面的分析以及神经网络的运算，对天然气运移形式进行预测，直观地展示天然气运移通道及赋存情况，通过垂向上和平面上的气烟囱效应来预测水合物的发育带，并将形成水合物富集所需要的天然气源岩进行初步预测。然后在平面上展示出天然气运移分布范围和天然气水合物矿藏的成藏范围，从而为进一步研究天然气水合物的形成、存储提供依据，并为天然气水合物勘探中的井位部署提供参考。因此，气烟囱识别分析技术可以应用于天然气水合物矿藏的勘探与评价当中。总结本文得出以下几点认识与讨论：

1）研究区的气烟囱较为发育，作为一种油气运移的通道控制着整个研究区天然气水合物的分布和储量；

2）气烟囱现象主要是发育在BSR下部，气烟囱体为天然气水合物的成藏提供足够的气源，同时天然气被很好地保存在地层中，并在有利位置成藏；

3）气烟囱在BSR以下发育充分，而在BSR 以上则没有明显的显示，说明烟囱效应是由下部到上部是逐渐减少的，认为流体在运移过程中在有利区域发生富集，也就是在BSR附近存在并富集。

4）通过平面和剖面结合分析，可以对天然气运移分布范围进行检测，对天然气水合物的成藏范围进行圈定，为井位部署提供参考。

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Application of Gas Chim ney Identification Technique to Study of the Gas Hydrates

Sha Zhibin,Liang Jinqiang,Wang Lifeng,Kuang Zenggui（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760）

Abstract:Gas hydrates are expected to be a new type of energy source in the future.The forming gases coming from the source rocks underneath can be converted to gas hydrates along the ascending paths where the environment parameters,such as temperature,pressure and geological properties,favor the form ation of gas hydrates.So what about the ascending paths?We believed that gas chimney contributes to the cause of ascending mostly.Byseismic profiles analysis and neural network calculation,gas chim ney identification technique makes use of 3-D seismic inform ation data and attribute to describe the gases migrating m odel,display the ascending paths,predict gas hydrates accum ulation and preliminarily evaluate source rocks shown in the 3-D space.The processed results can also be dem onstrated on the base map to mark out gases scope and gas hydrates scope respectively for the evidence of gas hydrates formation and accumulation,and further more provide the meaningful references to borehole dispositions of gas hydrates field exploration.

Key words:Gas chim ney;Gas hydrates;Study;Application

Q3：招商银行股票基金000746怎么样

还有机会慢慢等着吧

Q4：000746基金现在的基金净值是1.6510，以目前来看它还会有上涨的空间吗，从头到尾我没买过，

招商行业精选股票基金（000746）今年涨幅有46.76%，短期会惯性冲高，但也存在回调风险。但不改上涨的潜力。

Q5：招行精选基金000746可以长到多少?

您好！招商行业精选股票[000746]净值多少与市场行情、基金公司投研能力、基金经理个人能力等多方面的因素有关。
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