[发明专利]气烟囱对天然气水合物生成和分布的影响分析系统及方法

说明书

本发明属于天然气水合物勘探开发技术领域，公开了一种气烟囱对天然气水合物生成和分布的影响的系统及方法，模拟气烟囱作为流体运移通道对天然气水合物稳定区供给气源，通过电阻率监测结果计算水合物饱和度；设置隙水盐度、沉积物粒度、实验温度和压力不同的地质条件参数，再通过设置不同的进气速度；模拟不同地质条件下，不同气源供给强度下气烟囱内部及周边沉积物中的水合物分布。本发明针对不同位置的天然气水合物合成样品，包括气烟囱内部和沉积地层距离气烟囱不同位置处，分别测试其水合物饱和度参数，掌握当气烟囱为天然气水合物体系提供气源时所生成水合物的空间分布特征。

技术领域

本发明属于天然气水合物勘探开发技术领域，尤其涉及一种气烟囱对天然气水合物生成和分布的影响分析系统及方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

充足的气源是形成高饱和度天然气水合物藏的基础。对气源条件的深入分析不仅有助于了解天然气水合物体系的成藏机理，还会影响天然气水合物的资源调查、评价，甚至开发利用。水合物的气源包括原地生成的生物成因气和深部垂向运移而来的热成因气，或者是二者的混合气。一般认为，原地生成的生物成因气气量较少，不足以形成丰富的天然气水合物藏，因此沿运移通道运移来的深部生物成因或热成因气，通常被认为是形成天然气水合物的主要气源。

与天然气水合物相关的流体运移通道包括气烟囱、断层、底辟构造等，前人研究发现天然气水合物体系的发育与流体运移通道关系十分密切。如在墨西哥湾的Green Canyon地区，GC955-Q和GC955-H两口井相距1km。结合测井和地震数据发现，在浅部地层，Q井无水合物发育，而H井在海底下部250-350m的深部发育有裂缝型水合物，这可能是由H井处发育有气烟囱，而Q井处未发育垂向流体运移通道所造成。

但目前关于气烟囱如何影响天然气水合物生成和分布的研究并不深入。有研究者认为，在天然气水合物稳定区GHSZ，气烟囱中会形成高饱和度的水合物，堵塞管道，代表了潜在的天然气水合物甜点区；但也有研究者认为在GHSZ，当游离气在气烟囱垂向上移时会在壁上形成天然气水合物，饱和度向气烟囱外侧降低，形成非渗透性的气烟囱壁。

而在气烟囱中间，由于水合物形成过程伴随的排盐效应导致的地层水盐度增高和孔隙水的缺失等因素，天然气水合物的生成受到抑制，形成中空的通道，促进流体沿气烟囱向上移动。另外，在气烟囱周边的沉积物中，水合物饱和度是否与和气烟囱的距离存在相关性等都是目前尚未进行探索的问题。

综上所述，目前水合物研究中存在的问题是：

(1)气烟囱内部是被高饱和度水合物堵塞，还是为中空通道，不同学者间认识不同，尚未进行实验或取样验证；

(2)在气烟囱周边的沉积物中，水合物饱和度是否与和气烟囱的距离存在相关性等也尚未进行探索。

(3)针对不同位置的天然气水合物合成样品，没有分别测试其水合物饱和度参数，不能掌握当气烟囱为天然气水合物体系提供气源时所生成水合物的空间分布特征。

解决上述技术问题的难度和意义：

为了直观掌握和了解气烟囱内部和周边沉积物中的水合物分布情况，且模拟实际沉积地层粒度粗细相间的特征，需要将反应釜内部用带孔隔板分隔为若干层，并且在不同位置设计若干电阻率传感器来监测水合物合成情况。另外，利用本装置可以设置不同的地质条件参数，如孔隙水盐度、沉积物粒度、实验温度和压力条件等，再通过设置不同的进气速度，可模拟不同地质条件下，不同气源供给强度下气烟囱及周边沉积物中的水合物分布研究。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种气烟囱对天然气水合物生成和分布的影响分析系统及方法。

本发明是这样实现的，一种气烟囱对天然气水合物生成和分布的影响分析方法，所述烟囱对天然气水合物生成和分布的影响方法包括：