[发明专利]一种井中天然气水合物饱和度岩石物理计算方法及系统

说明书

本发明提出了一种井中天然气水合物饱和度岩石物理计算方法及系统，该方法包括：根据工区资料，计算得到井中地层孔隙度；经过反演得到当前深度点的地层最佳固结系数；对井中每个深度点进行井中地层孔隙度及固结系数的计算，得到整个井段的地层孔隙度及固结系数；利用三相Biot模型预测地层纵波速度及地层密度，并以修正系数为约束计算井中每个深度点的水合物饱和度；通过修改权重因子调整修正系数，利用新的修正系数为约束计算井中不含水合物层位的饱和度平均值，直至不含水合物层位的饱和度平均值趋近于0时，得到本井的权重因子；利用本井的权重因子，重新计算井中每个深度点的水合物饱和度，得到整个井段的水合物饱和度值。

技术领域

本发明涉及天然气水合物饱和度估算技术领域，尤指一种井中天然气水合物饱和度岩石物理计算方法及系统。

背景技术

天然气水合物简称“水合物”，又称“可燃冰”，是天然气和水在高压低温环境条件下形成的冰态、结晶状笼形化合物；作为一种非常规能源，因其巨大的资源量成为目前能源研究的热点。天然气水合物储层的定量评价是水合物开发利用和环境影响的基础，准确的预测天然气水合物的饱和度对于水合物资源定量评价至关重要。

目前，应用于天然气水合物储层估算评价饱和度的方法，在钻井资料存在的地区，电阻率测井和声波测井是评价水合物储层的有效手段。从电学角度出发，利用阿奇公式(Archie，1942)、双水模型、尼度尼西亚公式由电阻率估算水合物饱和度；从声学角度出发，利用声波测井资料估算水合物饱和度。由于含水合物沉积地层的速度与水合物饱和度(含量)有关，利用波速评价水合物饱和度的关键是建立水合物含量与沉积层速度的关系，即合适的岩石物理模型。一旦建立了两者之间的数学物理方程，便可由地层速度反演预测水合物饱和度。在现有技术中，第一种是比较常用的经验公式，如三相Wood方程、三相时间平均方程、三相加权方程；第二种是依赖于岩石物理理论，并将水合物不同的赋存状态考虑进去，基本是将天然气水合物作为骨架、流体或胶结物加入其中，即对应的三种模型：承载模型、孔隙填充模型和胶结模型，如Lee修正的Biot-Gassmann理论(BGTL)(Lee，2002)、三相Biot方程(TPBE)(Lee，2006)、Ecker胶结模型等，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)(Helgerud，1999)，多孔颗粒的未固结砂岩模型(Ruiz和Dvorkin，2009)，K-T方程(Zimmerman和King，1986)等。

然而，水合物的存在不仅会改变地层声速，还会对地层密度、固结系数等参数产生影响，因此仅仅利用地层声速去估算饱和度是不够的，会影响结果的准确性；另外，不同的水合物饱和度估算方法或岩石物理模型适用于不同的地区和赋存状态，且模型中众多参数的设定都会对饱和度估算结果产生影响。

综上来看，亟需一种可以结合测井资料对模型参数进行约束，并根据不同地区、水合物赋存状态等因素综合考虑来计算水合物饱和度的技术方案。

发明内容

本发明提出了一种井中天然气水合物饱和度岩石物理计算方法及系统，该方法及系统利用改进的岩石物理模型，综合考虑水合物的存在对地层固结系数的影响，通过合理控制计算参数，实现对孔隙填充型和颗粒支撑型两种赋存状态水合物储层的饱和度估算，并引入修正系数对估算结果进行修正，进一步提高海域天然气水合物饱和度的估算精度。

具体的，在本发明实施例的第一方面，提出了一种井中天然气水合物饱和度岩石物理计算方法，该方法包括：

获取工区资料；

根据所述工区资料，分别对当前深度点的含水合物层位及不含水合物层位进行井中地层孔隙度计算，得到井中地层孔隙度；

根据所述工区资料及井中地层孔隙度，经过反演得到当前深度点的地层最佳固结系数；

对井中每个深度点进行井中地层孔隙度及固结系数的计算，得到整个井段的地层孔隙度及固结系数；