东沙海域天然气水合物特征分析及饱和度估算

构造控制天然气水合物的赋存,在底辟构造、海底滑坡、活动断层和挤压脊等特殊地质体发育区是天然气水合物成藏的有利区域。不同地质体附近含水合物地层反射振幅强度和连续性各不相同,仅从地震剖面上难以进行准确识别。声波阻抗可以提供丰富的岩性信息。在东沙海域,以大洋钻探1148井的测井资料和叠加速度作为约束条件,采用约束稀疏脉冲反演方法,基于地震资料进行了波阻抗反演,获得了声波阻抗剖面,在声波阻抗剖面上水合物层表现为高声波阻抗异常,水合物层之下出现低声波阻抗异常。通过最小二乘法建立了1148井的声波阻抗与饱和水孔隙度之间的拟合关系式,计算出饱和水地层的孔隙度为40%~50%。基于阿尔奇方程,通过反演的声波阻抗计算了0101地震测线水域的水合物饱和度,其占孔隙空间的比例为10%~20%,含水合物地层呈横向部分连续分布特征。     

基于热弹性理论的天然气水合物和游离气饱和度估算

目前大多通过双相介质理论的纵波速度来估计水合物和游离气的饱和度.含水合物的地层具有低导热和高纵波速度等特性,以热弹性理论为基础,建立天然气水合物和游离气饱和度与纵波速度之间的关系,就可以估算出天然气水合物和游离气的饱和度.首先给出了热弹性理论估算水合物和游离气饱和度的方法;然后利用ODP164航次实际地震资料估算了布莱克海台地区的水合物和游离气的饱和度.纵波速度通过约束宽带反演方法得到,天然气水合物和游离气饱和度的估算采用迭代正演模拟法.同时,对影响饱和度的因素进行了分析,认为地层孔隙度是影响水合物和游离气饱和度的关键因素.对水合物而言,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏高;反之,饱和度偏低.对游离气来说,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏低;反之则偏高.     

南海北部神狐海域含天然气水合物沉积层的速度特征

2007年在南海北部神狐海域对天然气水合物（以下简称水合物）的钻探结果表明,仅依靠似海底反射（BSR）和振幅空白不能揭示沉积层内水合物的赋存状态,不能准确地圈定水合物的分布面积和储层厚度。为准确判定水合物储层情况,对南海北部神狐海域声波测井及地震资料进行了精细分析,研究了含水合物沉积层的声波速度、地震速度的分布特征和变化规律。结果认为：①地震反射剖面上,由于水合物饱和度、厚度增大,引起含水合物沉积层的速度增大而产生上拉构造,其下方同时显示出因低速含气层引起的速度下拉构造,即“眼球状”的速度振幅异常结构;②含水合物层的层速度大小与沉积物孔隙度和水合物饱和度密切相关,水合物饱和度随声波速度升高而上下波动,总体趋势上随声波速度的升高而增高;③在含水合物带内部,高速层呈平行于海底的带状分布,底部速度最高,从底部往上速度逐渐降低;④利用上述特征,结合其他地质和地球物理资料,依据层速度可识别地层中水合物的存在,计算水合物的饱和度,确定含水合物层的厚度、分布范围,并可进一步计算水合物的资源量。     

声波时差测井在鄂尔多斯天然气勘探中的地质应用

本文应用声波时差测井资料判别划分地层压实异常段,并结合其它测井资料对盖层进行质量评估,寻找油气有利聚集带(段),为勘探提供有利区域和评价依据。     

有效应力对声波速度与测井孔隙度的影响

实验已经表明，当有效应力增加时，孔隙岩石的纵波速度就增加。储集同气产出其压力就下降。对于一个给定孔隙的岩石，声波测井能够揭示储压力的下降数值。坦 步这又可以估计低压储集层中岩石孔隙度。对于流体饱和储集层，这些估计范围并不重要但当流体变化到气时，地层有效应力对速度的影响就增另了，这时，用常规的速度－孔隙度关系式估计含气岩石的孔隙度就变小了。便子取自北澳大利亚Ｃｏｏｐｅｒ盆地。当用声波测井确定含气储集     

南海沉积物天然气水合物饱和度与电阻率的关系

在天然气水合物勘探中,阿尔奇公式是由电阻率测井数据估算沉积层含水合物饱和度的基本公式,是对含油(气)岩心进行实验总结出的规律。但是对于水合物填充于多孔介质孔隙的沉积物,其电阻率与沉积物的物性以及水合物在孔隙的微观分布状态有关,可能存在一定的非阿尔奇现象,因此采用电阻率估算饱和度需要进行一定的校正。采用交流电桥法测量了3.5 % 盐水饱和的南海沉积物以及水合物在水饱和的沉积物中形成过程中的电阻率数据。水合物形成过程中其电阻率随着含水合物饱和度的增大而增大,尤其在低水合物饱和度(S_h<22 % ),其电阻率随着水合物的生成异常增大,含水合物沉积物的电阻率由水饱和的1.667Ω·m增大到含水合物饱和度为45 % 的2.661Ω·m。对于含水合物的沉积物,其双对数坐标系的电阻率增大指数和含水饱和度并不是阿尔奇公式所描述的直线关系,其饱和度指数n不是定值1.938 6,而随水饱和度S_w的增加而增加。当54.8 % w<78.6 % 时,n小于1.938 6;当S_w>78.6 % 时,n大于1.938 6。     

天然气水合物横波速度等效介质模型预测方法

由于天然气水合物具有多种充填模式,水合物既可作为固体骨架又可作为孔隙充填物赋存于地层中,因此天然气水合物岩石物理模型与常规油气的岩石物理模型具有较大的差异,常规横波预测方法不再适用。为此,开展了利用等效介质模型进行天然气水合物横波预测的方法研究。首先分析矿物组分、孔隙度和水合物饱和度对纵横波速度的影响;然后利用纵波时差、密度、泥质含量、孔隙度、饱和度等常规测井资料根据等效介质模型构建约束优化方程,其中以纵波速度、密度等常规测井资料为约束,孔隙度和饱和度作为优化变量以寻找最优解;采用收敛快、计算结果可靠的信赖域算法求解该约束最优化问题。最后利用神狐海域天然气水合物的钻井资料对方法进行验证,计算的横波速度和饱和度与实际资料吻合度较高。     

海域天然气水合物岩石物理建模方法

海域天然气水合物赋存于疏松沉积物中,天然气水合物岩石物理建模之前需要建立疏松沉积物的岩石物理模型。为此,针对传统疏松沉积物岩石物理模型存在横波速度估计误差偏高、建模过程不自洽的问题,考虑海水对沉积物颗粒的润滑作用,引入改进的Hertz-Mindlin方程进行岩石物理建模,提高了建模精度;针对疏松沉积物的建模过程,首先利用改进的Hertz-Mindlin方程计算临界孔隙度条件下沉积物的弹性模量,然后利用Hashine-Shtrikman界限计算疏松沉积物骨架的弹性模量;在讨论不同赋存形态的水合物对沉积物弹性性质的影响及适用模型、判别准则的基础上,针对以颗粒支撑和孔隙流体充填两种赋存状态存在的天然水合物,设计了兼容两种赋存形态的岩石物理建模方法和流程。浅钻井的实测曲线与建模结果吻合度高,证实了该方法的适用性。     

南海海槽等海域天然气水合物资源评价

介绍了南海海槽、富山海槽、日本海东部边缘、Choshi陆架山和种子岛东―日向―纳达等海域的天然气水合物和水合物气的估算值;用体积法计算的这些海域天然气水合物资源量为(4～20)×1012m3,水合物气(天然气水合物中的甲烷)的总量为(20.56～142.3)×1012m3。     

不同饱和度天然气水合物加热分解界面变化规律

针对热激法开采过程中水合物分解界面变化影响水合物安全高效开采的问题,运用实验分析、理论研究和数值模拟相结合的方法,自制水合物加热分解界面测量实验装置,进行不同初始饱和度水合物加热开采过程中分解界面变化的实验研究,并通过数值模拟进一步分析温度对水合物分解界面的影响。研究表明：水合物分解界面移动距离与初始饱和度之间近似呈线性负相关关系,与其作用时间的算术平方根近似呈线性正相关关系;水合物分解界面的移动速率先快后慢,速率下降幅度为80%;初始饱和度是影响水合物藏开采效率的重要参数之一;适当升高加热温度有利于加快开采过程中水合物分解界面移动速率。合理控制水合物开采过程中分解界面的移动距离和移动速率对水合物藏安全高效开采有实践性指导意义。     

天然气水合物沉积层的岩石物理特性

天然气水合物沉积层是世界重要的甲烷来源，深藏于海底，也因其不稳定和释放甲烷丽存在潜在的危害，这一过程可能由于海底斜坡不稳定、海底设施及全球变化丽造成的。目前，我们对水合物沉积的岩石物理性质的认识主要通过对纯水合物的实验进行理论研究以及对有限的水合物岩心的观察和现场测量得到的。因此，我们急需更进一步地了解水合物沉积层的性质和稳定性。研究天然气水合物沉积层在自然环境条件下的不稳定性需要进行专门的实验室研究。建议采用压力取心技术来获取水合物样品，并且用船载的样品传送容器，实现这些目的的技术已大大进步了。需要尽可能地搞清楚天然气水合物的自然特性及压在样品内的天然气水合物在减压、打开容器或重复抽样之前的性质。有了描述处在压力取心筒内的气体水合物的岩石物理特性的能力，也就为描述它们的自然状态和非自然状态的物理性提供了途径。为了这一目的，做了一些试验，在实验室里沉积范围内制作了一定量的合成气体水合物形态，并取得进展。目前，已经成功制造一定量的纯的CO2水合物和沉积的CO2水合物，它为制造甲烷水合物奠定了基础。接下来的实验是利用不同的沉积基质研究一定的几何和内在结构。这些合成的水合物群将为水合物形态的无侵入特性提供研究基础。依据这些结果，就能形成一种指导性方案，使用高压GEOTEK岩心测量仪在钻井船上的实验室传送容器里保存的天然水合物沉积岩心在保压状态下进行地球物理测量。这样将能够对水合物样品进行分类并确定其特性。当对水合物的特性进行地球物理模拟分析透了以后，就能在释压和分离之前，对取样过程提供指导，使用这些稀有而宝贵的岩心样品，将会使船上的科学工作计划更加周密。这些知识将为水合物沉积层的地球物理特性分析提供更好的基础，提高地质探测数据的精度，还能更好地评估原状水合物地层。它们还将为评价水合物地层的稳定性以及它们对环境变化所起的作用提供更准确的数据。     

利用声波全波列测井评价剩余油饱和度的经验

首先回顾了以往关于利用声波测井资料评价储层的饱和特性问题，介绍了声波全波列测井的物理基础，解释算法，确定含油饱和度的可靠性以及此方法的优点和局限性。     

基于岩石物理方法分析青藏高原天然气水合物填充模式

根据岩石物理的分析方法,针对青藏高原木里地区DK1井孔143.40~144.20m含水合物层段和DK4井孔165.80~166.35m含水合物层段,分析水合物在岩层孔隙中的填充模式。首先采用时间平均公式估算含水合物粉砂岩的物性参数,然后依据弹性模量模型方法构建岩石物理模型,其中模式一是将水合物看作孔隙充填物的一部分,模式二是将水合物看作岩石骨架的一部分,分别基于不同的模式计算含水合物岩层的纵波速度和横波速度,并比较2种模式的速度差异。最后通过理论计算的曲线与实际采样点数据对比,推测该地区岩层中水合物的填充赋存方式符合模式二,认为将该层段水合物作为骨架的一部分进行分析,更能反映真实含水合物地层的物性特征。     

利用声波全波列测井确定剩余油饱和度方法研究

在油田注水开发的中后期,进行剩余油分布预测具有十分重要的意义.分析了地层压缩系数含油饱和度预测方法的理论局限性,并给出了基于Biot-Gassmann模型的新的含油饱和度预测方法.讨论了各种弹性参数对原油特性和含油饱和度的依赖关系,指出孔隙流体模量和孔隙空间模量比岩石体积模量、纵横波速度等具有更加显著的原油特性与含油饱和度敏感性,因而可以利用声波全波列测井资料反演求取孔隙空间模量及含油饱和度,进而可进行油气储层的识别和评价.     

南海天然气水合物测井解释方法研究与应用实例

利用南海S海域天然气水合物的测井资料,研究和考察了计算天然气水合物储层孔隙度和水合物饱和度的几种方法,并分析对比其解释结果.孔隙度计算主要采用了密度、声波和电阻率测井资料,饱和度计算采用的是阿尔奇公式和三相Wood方程.针对解释中存在的问题,确定了新的孔隙度和饱和度解释参数.实际应用表明,用新参数得到的孔隙度和饱和度计算结果与岩心分析有较好的一致性.     

大洋钻探天然气水合物储层测井评价研究进展

国际科学大洋钻探计划自1970年首次在布莱克海脊钻遇天然气水合物(以下简称水合物)以来,迄今已在全球三大洋(太平洋、大西洋、印度洋)的大陆边缘总共53个站位钻遇了水合物,采集了大量的地球物理测井资料,为理解水合物及其宿主沉积物原位特性提供了关键信息。水合物所具有的不导电、低密度、高声波速度、高含氢量等特性,为根据测井资料识别水合物并预测其分布提供了重要的依据。目前已提出的一系列根据测井资料估算水合物饱和度的方法,主要包括阿尔奇公式、密度—核磁共振测井联合、各种形式的三相声波方程以及基于不同岩石物理模型的弹性波速度模拟等方法。海底水合物具有明显的非均质分布特性,主要表现在水合物分布对宿主沉积物岩性的选择性以及在相同岩性宿主沉积物内部对成核部位的选择性上。尽管测井资料在评价水合物分布的非均质性、推断水合物生长习性方面已经得到了初步应用,但仍然存在着一些不足:①大洋钻探水合物测井解释中所依赖的地层模型还是过于简单,大多数都是两组分或三组分模型;②高分辨率随钻测井资料的应用还很有限;③测井解释与岩心地质研究的结合还不够紧密。结论认为,将水合物与宿主沉积物视为一个整体,基于更为复杂的地层模型,在...     

日本的天然气水合物地质调查工作

介绍了日本天然气水合物研究概况、研究计划和对日本南海海槽天然气水合物的地质调查工作.     

琼东南盆地天然气水合物储层参数测井评价及分析

天然气水合物作为一种新型非常规清洁能源,绿色无污染,是世界各国在能源领域研究的重点。文中基于等效介质理论分析了南海天然气水合物储层类型空间分布模式,同时采用多种方法开展储层孔隙度和水合物饱和度预测工作。采用威利方程法、密度-核磁共振联合法对储层孔隙度进行预测,预测结果较好。采用Wood法、含泥质修正的电阻率法、时间平均方程法和等效介质法对水合物饱和度进行预测,结果表明：当水合物饱和度为20%～40%时,含泥质修正的电阻率法和等效介质法的预测值与实测值最吻合,时间平均方程法的预测值大于实测值,Wood法的预测值略低于实测值;当水合物饱和度小于10%时,只有含泥质修正的电阻率法的预测值与实测值最接近。通过分析不同预测方法的适用性及评价效果,为琼东南盆地天然气水合物的精细研究及储层参数评价提供了参考和依据。     

海域天然气水合物低温抑制性钻井液体系

针对海域天然气水合物钻探所面临的深水低温、浅层窄安全密度窗口、水合物生成与分解抑制、海洋作业环保要求等工程和技术难题,开发了低温抑制性钻井液体系。研发了热力学抑制剂KCl复配动力学抑制剂A2的水合物抑制技术,优选了低温流变稳定性能良好的高分子处理剂,开发的钻井液体系流变性能良好,膨润土含量为2 %,API滤失量为4 mL,密度为1.07 g/cm3;低温流变稳定性优良,4 ℃较25 ℃时钻井液当量循环密度最大增量为0.004 g/cm3,优良的流变学性能有利于深水浅部地层窄安全密度窗口井段的井壁稳定和井眼清洁。该体系还具有优异的水合物生成抑制性能,4 ℃、20 MPa、20 h内完全抑制水合物生成,陈化10 d及被钻屑污染后抑制性能保持良好,同时具备明显的水合物分解抑制性能。各处理剂重金属含量达标,钻井液体系生物毒性半有效浓度EC₅₀值及半致死浓度LC₅₀值均大于30 000 mg/L,满足我国一级海区环保要求。该钻井液的综合技术性能满足海域天然气水合物钻探技术要求。