声波测井资料的解释
以1143站位与1146站位的声波测井资料作对比,主要研究1144站位与1148站位的声波速度变化特征。
1143站位位于9°22′N,113°17′E的南沙海域,水深2272m,最大井深500m。1143站位声波速度在140~370m之间,从1.53km/s逐渐增大到1.80km/s〔图5(a))。表现为3个速度台阶,140~170m,速度为1.53km/s;200~280m,速度为1.68km/s;300~370m,速度为1.8km/s。存在两个速度递增带,位于170~200m与280~370m。1143站位的声波速度与世界上对应深度沉积物的速度相当。分析表明,该段测井曲线内不存在明显的从高速到低速的速度转变,370m深度内不存在稳定带的底界。其速度值较低,不存在含天然气水合物沉积层。
1144站位的声波测井速度在110~440m之间的变化为1.53~1.75km/s,可分为3段〔图5(b)〕。110~190m为第1段,速度缓慢增大;190~375m为第2段,速度随深度增加而起伏,且表现为递增快,递减慢;195m、230m与295m为3个递增与递减的转折点。375~440m为第3段,速度缓慢增加。1144站位的声波速度与世界上对应深度沉积物的速度相当。该段测井曲线内速度值较低,测井平均速度为1.62km/s。分析表明,375m深度内不存在含天然气水合物沉积层,440m深度内不存在稳定带的底界。测井资料解释支持1144站位附近的BSR深度、天然气水合物稳定带底界埋深较大的结论。

图5 ODP184航次不同站位的声波测井曲线(https://www.daowen.com)
(a)1143站位;(b)1144站位;(c)1146站位;(d)1148站位
1146站位位于19°27′N,116°16′E的东沙海域,水深2092m,最大井深600m。
1146站位声波测井速度从280~590m,总体呈上升趋势,主要在1.9km/s~2.1km/s变化〔图5(c)〕。速度曲线比较复杂。1146站位的速度比世界上对应深度的沉积物的速度高,推测沉积物中含有天然气水合物。
1148站位声波测井速度在200~450m之间,从1.7km/s逐渐增加到2.1km/s〔图5(d)〕;450~475m速度高达2.4km/s;475m~720m,速度从1.9km/s又增加到2.1km/s。1148站位的速度比世界上对应深度的沉积物的速度明显偏高。高速、高速到低速的转变(速度倒转)与多种原因有关,如很可能与块体运动、滑坡形成的重力沉积有关[9]。但475m附近存在顶空气浓度局部高值区、458~475m存在孔隙水氯离子浓度局部低值区,且这些深度段碳酸钙含量高、钻孔岩心采获率低,有的岩心段含一半的泥浆,有的岩心段采获率为零[9]。这些特征指示沉积层可能含天然气水合物,而475m左右可能是天然气水合物稳定带的底界。利用时深转换关系,475m对应双程走时为0.46s。根据测井平均速度1.985km/s推算双程走时为0.48s,与地震剖面识别为0.48s左右一致。
4个站位的声波测井表现出不同的速度变化特征。1143站位与1144站位的速度较低,为1.53~1.80km/s,没有含天然气水合物沉积层存在的迹象。1144站位、1146站位与1148站位的同深度测井速度相比,通常低0.2~0.3km/s。在200~280m区间,1148站位比1143站位高0.1km/s左右。在280~370m区间,1146站位与1143站位相比,速度高0.15km/s,也比1148站位略高。而在370~410m与475~590m区间,1148站位与1146站位的速度相当。值得注意的是,在410~475m区间,1148站位比1146站位的速度高0.1~0.4km/s。特别是1148站位的450~475m,比1146站位高出0.3~0.4km/s。声波测井、地质、地球化学资料的综合分析表明,1148站位出现高速、速度倒转等含天然气水合物沉积层存在的特征,且天然气水合物稳定带的底界为475m左右,与地震剖面解释的BSR深度吻合。