STUDY OF GAS HYDRATES IN THE DEEP-WATER PART OF THE SEA OF OKHOTSK USING MULTI-FREQUENCY 3D SEISMIC DATA: PART 2. RESULTS

Abstract

Скопления газогидратов в верхней части разреза на шельфе Охотского моря представляют потенциальные риски для морского строительства и бурения. Одной из задач инженерно-геофизических изысканий является картирование и характеристика опасных геологических процессов и явлений, с которыми связаны потенциальные риски. В работе приводятся результаты интерпретации сейсмоакустической аномалии, предположительно связанной с интервалом распространения газовых гидратов в верхней части разреза в районе работ в глубоководной части Охотского моря (глубина моря 375–505 м). Изучение строения верхней части разреза в районе работ проводилось по данным мультичастотной 3D-сейсморазведки МОВ-ОГТ: стандартной сейсморазведки (СР), сейсморазведки высокого разрешения (СВР) и сейсморазведки сверхвысокого разрешения (ССВР). Сейсмическая интерпретация проводилась как на качественном, так и на количественном уровне по разработанной методике. В первую очередь был проведен визуальный анализ волнового поля и поиск характерных признаков границы BSR (bottom simulated reflector, нижняя граница зоны стабильности газогидратов). Далее было выполнено моделирование глубины распространения нижней границы зоны стабильности газовых гидратов с учетом термобарических условий района работ и проведено сопоставление расчетной глубины с глубиной распространения аномалии. Количественная интерпретация в интервале распространения аномалии выполнялась с целью оценки упругих свойств отложений верхней части разреза, по которым можно провести дифференциацию гидратоносной толщи относительно вмещающих отложений. Количественная интерпретация включала скоростной анализ продольных волн по сейсмограммам 3D СР, последовательную акустическую инверсию трех наборов разночастотных данных 3D СР, 3D СВР и 3D ССВР, AVO-моделирование и AVO-анализ отраженных продольных волн по сейсмограммам 3D СР. В результате были получены повышенные значения скоростей продольных волн над сейсмоакустической аномалией. Полученные оценки упругих свойств позволяют предположить, что изучаемая аномалия, зафиксированная на глубинах 45–65 м от морского дна при глубинах воды 375–475 м, соответствует границе BSR и выше нее распространены скопления газогидратов в относительно небольших концентрациях. Однако стоит иметь в виду, что количественный анализ данных сейсморазведки в отсутствие скважинных данных обладает высокой степенью неопределенности. Наиболее убедительным признаком того, что изучаемая аномалия соответствует BSR, является тот факт, что глубина распространения аномалии полностью совпадает с предсказанной глубиной распространения BSR для термобарических условий района работ. Accumulations of gas hydrates in the upper part of the section on the shelf of the Sea of Okhotsk represent potential risks for offshore construction and drilling. One of the tasks of engineering geophysical surveys is to map and characterize geohazards that are associated with the potential risks. The paper presents the results of the interpretation of a seismoacoustic anomaly, presumably associated with the interval of gas hydrates in the upper part of the section in the deepwater part of the Sea of Okhotsk (sea depths 375–505 m). The study of the upper part of the section was carried out using 3D multi-frequency reflection seismic data: standard seismic data (SS), high-resolution seismic data (VHRS) and ultra-high-resolution seismic data (UHRS). Seismic interpretation was carried out both at a qualitative and quantitative level according to the proposed methodology. First, a visual analysis of the wave field and a search for characteristic features of the BSR boundary (bottom simulated reflector, lower boundary of gas hydrate stability zone) were carried out. Further, modelling of the depth of the lower boundary of the gas hydrate stability zone was performed, taking into account the thermobaric conditions of the area, and a comparison with the anomaly depth was made. Quantitative interpretation was carried out to assess the elastic properties of the deposits of the upper part of the section, by which it is possible to differentiate the hydrate-bearing layer from the embedding deposits. The quantitative interpretation included velocity analysis of P-waves using 3D SS gathers, sequential acoustic inversion of three seismic datasets of different frequency ranges (3D SS, 3D VHRS and 3D UHRS), AVO modelling and AVO analysis of reflected P-waves using the 3D SS gathers. As a result, increased Vp velocities were obtained over the seismoacoustic anomaly. The obtained estimates of elastic properties suggest that the anomaly, that is located at depths of 45–65 m from the seabed at water depths of 375–475 m, corresponds to the BSR boundary, and gas hydrate accumulations of relatively small concentrations are widespread above it. However, it should be borne in mind that the quantitative analysis of the seismic data in the absence of well data has a high degree of uncertainty. The most convincing indication that the anomaly under study corresponds to the BSR is the fact that the depth of the anomaly completely coincides with the predicted BSR depth for the thermobaric conditions of the study area.