[发明专利]一种天然气水合物的饱和度估算方法及系统

说明书

本发明提供了一种天然气水合物的饱和度估算方法及系统。方法包括：获取待测地层的测井数据以及弹性参数；分别计算待测地层的预测纵波速度及预测横波速度；当饱水层段每个深度点的预测纵波速度与所述饱水层段实测纵波速度的误差、预测横波速度与饱水层段实测横波速度的误差均最小时确定临界孔隙度及在所述临界孔隙度处的配位数，重新计算待测地层的预测纵波速度及预测横波速度，并根据重新计算的预测纵波速度估算每个深度点的第一水合物饱和度，以及根据重新计算的预测横波速度估算每个深度点的第二水合物饱和度并获得该水合物饱和度。本方法估算精确度高，对水合物储层储量评估及后续勘探开发有积极的指导作用。

技术领域

本发明涉及天然气水合物储层饱和度估算领域，具体涉及一种天然气水合物的饱和度估算方法及系统。

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。

目前在钻井资料存在的地区，应用于天然气水合物储层估算评价饱和度的方法中，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、印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。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。

等效介质理论(EMT)作为针对水合物储层最为常用的一种岩石物理模型，可以模拟水合物作为骨架(颗粒支撑)一部分或孔隙流体(孔隙填充)一部分这两种赋存状态下的等效弹性模量。然而，颗粒支撑模式和孔隙填充模式是物理意义上的两种极端微观分布状态。实际上，水合物在沉积物中的分布状态多种多样，且多数情况下各种分布状态可以共存，此时EMT方程适用型较差，使用此方程进行水合物储层纵、横波速度模拟与饱和度计算工作时，结果往往不准确。

发明内容

鉴于上述传统等效介质理论所采用的EMT方程进行水合物储层纵、横波速度模拟与饱和度计算结果不准确的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种天然气水合物的饱和度估算方法及系统。

依据本发明的一个方面，提供一种天然气水合物的饱和度估算方法，包括：

获取待测地层的测井数据以及弹性参数；所述待测地层包括水合物层段以及饱水层段；所述测井数据包括：深度点的深度、各个深度点的孔隙度、实测纵波速度以及实测横波速度；所述弹性参数包括：体积模量、剪切模量和密度；

根据所述弹性参数分别计算待测地层的预测纵波速度及预测横波速度；

当饱水层段每个深度点的预测纵波速度与所述饱水层段实测纵波速度的误差、预测横波速度与饱水层段实测横波速度的误差均最小时确定临界孔隙度及在所述临界孔隙度处的配位数；