[发明专利]一种海域天然气水合物赋存状态的判别方法及系统

说明书

本发明提出了一种海域天然气水合物赋存状态的判别方法及系统，该方法包括：根据测井资料，得到井中孔隙度及水合物饱和度；建立岩石物理模型；根据构建的岩石物理模型，得到给定孔隙度情况下水合物赋存类型的第一判别参数及第二判别参数；其中，第一判别参数与横波速度测井数据相关；判断测井资料是否包含横波速度测井数据，若包含横波速度测井数据，选择第一判别参数，若不包含横波速度测井数据，选择第二判别参数，交会水合物饱和度与选择的判别参数，得到交会图版，进行变扰动误差计算；根据测井资料中的实测数据及扰动误差，得到选择的判别参数与水合物饱和度在交会图版的分布，定性判别水合物的赋存状态。

技术领域

本发明涉及天然气水合物识别技术领域，尤指一种海域天然气水合物赋存状态的判别方法及系统。

背景技术

天然气水合物作为化石燃料的重要替代能源，勘探潜力巨大，具有广阔的开发前景。由于沉积环境的不同，水合物会以不同的形态赋存在地下，赋存状态能够反应水合物的生成条件，对含水合物地层性质及成藏地质模式的研究具有指导意义。不同区域水合物钻探情况表明，水合物的赋存状态存在较大差异，并且能够引起水合物地层弹性响应的显著变化，水合物赋存类型的准确识别是天然气水合物储层岩石物理建模的基础和优质储层准确预测的前提。并且，天然气水合物的赋存状态影响天然气水合物与多孔介质的相互作用及储层的机械强度，进而决定不同赋存状态的水合物的开采方式。因此，研究经济有效的水合物赋存类型判别方法有着重要意义。

然而，目前水合物赋存状态的识别主要依赖于钻井取芯，在取芯基础上进行CT扫描、热成像等分析。CT扫描是通过对CT图像进行开闭运算、多值化、梯度图像提取和边缘检测处理，获得清晰图像，识别含水合物沉积物多孔介质中不同物质边界，进而判断水合物的赋存状态(Choi JH等，2011；Ohno H等，2011)。热成像法通过对钻芯进行热量检测进而识别水合物的形态。以上方法虽然对水合物赋存状态判别的准确度较高，但是，目前现有针对含水合物地层的取芯成功率很低，并且成本很大，该方法具有较大的局限性。

除了钻井取芯外，现有技术还提出了电阻率成像测井可以刻画充填在裂隙中的水合物(Kim等，2013)，但电阻率成像测井的垂直分辨率很低，无法识别低角度的裂缝(Cook等，2010)，并且对于疏松高孔隙度地层的水合物赋存类型仍不能提供有效判别方法。在岩石物理建模方面，学者们依据岩石物理理论，构建了不同的岩石物理模型，如Biot-Gassmann理论(Lee，2002)、三相Biot方程(Lee，2006)等；另外还有在孔隙尺度下基于水合物颗粒与多孔隙介质颗粒之间的相互作用而构建岩石物理模型，如等效介质理论(EMT模型)(Helgerud，1999)，多孔颗粒的未固结砂岩模型(Ruiz和Dvorkin，2009)等；在这些模型建立过程中，针对水合物的不同赋存状态，对水合物的处理方式不同，模拟的弹性参数具有较大差异。虽然学者们针对不同的微观赋存模式给出了岩石物理模型建立方法，但对水合物的赋存状态判别研究甚少，依然缺乏可靠的方法。

综上来看，亟需一种可以克服上述问题，能够实现稳定可靠、适用性强的天然气水合物赋存状态的判别方案。

发明内容

本发明提出了一种海域天然气水合物赋存状态的判别方法及系统，该方法及系统通过测井解释与岩石物理模拟技术，针对有无横波速度测井数据的情况，分别引入相应的判别系数与饱和度交会，实现孔隙充填型、颗粒支撑型或二者共存赋存状态的定性判别，并在此基础上针对孔隙充填与颗粒支撑共存情况，定量每种类型水合物含量体积分数，可以有效解决背景技术中的问题，为海域天然气水合物赋存类型判别提供了一种经济有效的方法，为后续勘探开发奠定基础。

在本发明实施例的第一方面，提出了一种海域天然气水合物赋存状态的判别方法，该方法包括：

获取测井资料；

根据所述测井资料，得到井中孔隙度及水合物饱和度；