天然气水合物评价指标

如题所述

海洋水合物开采潜力评价,首先必须以水合物藏赋存的实际地质条件、钻孔取样资料、水合物产出特征和储层类型入手,利用各种方法进行水合物开采数值模拟,研究水合物分解过程中各项参数变化规律、定量评价水合物藏开发过程中的产能特征,选取影响水合物藏产气潜力的地质参数(如沉积体渗透率、孔隙度、水合物饱和度、温压条件、储层厚度等);从而构建海洋水合物藏产气潜力的地质评价指标,然后将地质评价指标应用于国际典型水合物研究区,并利用数值模拟结果进行检验。

具体的研究内容包括以下3个方面:

(1)海洋水合物藏产气潜力评价参数

综合地质、地球物理、钻探数据等资料,研究岩性岩相展布规律、水合物的赋存状态和地质条件、水合物产出特征和储层类型:分析研究影响水合物分解和产气开发潜力的各项要素、如岩性、温压条件、沉积体渗透率、孔隙度、水合物饱和度、储层厚度、孔隙水盐度等;研究各地质参数对水合物开采中产气效率的影响强度、进进行排序,并设计水合物藏产气潜力的地质评价参数。

(2)海洋水合物藏产气潜力地质评价指标

利用影响水合物藏产气开发潜力的地质参数、开展海洋水合物产气开发的数值模拟研究,计算各地质参数变化对水合物藏产能特征的影响及敏感性,研究各地质参数与产气效率的响应关系。确立各地质参数对产气开发潜力影响的权重,并在此基础上构建海洋水合物藏开采潜力地质评价指标的数学模型。

(3)海洋水合物产气潜力综合评价研究

利用海洋水合物藏产气潜力的地质评价指标,评估国际典型水合物或特定海域水合物藏的产气潜力。对产气潜力的差异性进行解释说明,并将地质指标的评价结果与数值模拟结果进行对比,建立地质评价指标结果与数值模拟结果的对应关系。

(4)技术路线和方法

① 评价方法

海洋水合物开采潜力地质评价指标研究需要采用定性描述和定量计算相结合的方法,定性研究方面,利用地质、地球物理和钻控取样及测井资料,描述南海北部陆坡神狐海域水合物区的岩性特征、水合物层位展布和赋存状态等。确定水合物藏的产出特征和储层类型,科学选取影响海洋水合物藏产气潜力的地质参数。定量研究方面,数值模拟计算水合物藏产气潜力的地质参数对气体产能影响的规律、强度和敏感性:利用正交优化试验方法研究各地质参数对水合物藏产气潜力影响的强度顺序:构建各地质评价参数对水合物藏产气潜力影响的数学模型,进而构建水合物藏产气潜力地质评价指标的数学模型,并计算各研究区的产气潜力指标值;利用数值模拟方法研究水合物开采过程中的产气量和各项参数的变化,并与地质指标的评的研究结果进行对比。

② 技术路线

首先收集特定海域沉积地质特征和水合物产出的相关资料信息,包括地质、地球物理、沉积序列以及钻探取心数据,标定各钻孔的水合物产出特征和储层类型;然后,设计海洋水合物藏产气开发潜力的地质评价参数,并确定评价参数对水合物藏产气潜力的影响强度和顺序;再通过构建水合物藏产气潜力地质评价指标的数学模型、计算特定海域各站位合物藏产气潜力的指标值,并与国外典型水合物的产能状况进行对比分析;最后,对各研究区水合物藏的产气开发潜力进行数值模拟研究,并与“指标”评价结果进行对比验证。总体研究方案如图8所示。

③ 关键问题及解决思路

在研究过程中,拟解决的关键问题包括:①选择海洋水合物藏产气开发潜力的地质评价参数,构建各评价参数与气体产能的函数关系,确定评价参数对气体产能影响的权重;利用评价参数对气体产能影响的函数关系和权重,构建海水合物藏产气潜力的地质评价指标、确定各研究区的指标值、相应的解决思路如下:

④ 水合物评价参数

水合物藏产气潜力的地质评价参数是指对水合物产气效率产生影响的沉积地质要素,地质评价参数的正确的选择是产气潜力评价的关键。首先,通过综合特定海域水合物区的地质、地球物理、钻探数据等资料,研究岩性、岩相展布规律、水合物的赋存状态和地质条件、水合物产出特征和储层类型、定性和定量分析影响水合物分解和产气潜力的各项要素,如岩性、温压条件、沉积体孔隙度、水合物饱和度、渗透率、储层厚度、孔隙水盐度等;然后,数值分析地质参数对水合物产能的影响强度和敏感性,利用正交优化试验方法对地质参数的影响强度进行排序,如表8.3中南海北部神狐海域8-4个站位上的水合物产出特征的地质参数,可构建如表8.4所示的正交优化试验因素水平表,通过选用合适的正交表即可实现对地质参数的优化和排序:选择对水合物藏产气潜力影响较为显著的地质参数,舍弃影响较小、敏感性差的地质参数。

表8.3 神弧海域水合物产出特征和赋存状态参数表

表8.4 神弧海域水合物产气潜力影响强度分析的正交优化试验因素水平表

⑤ 水合物藏产气潜力地质评价指标

地质评价指标是由地质评价参数表征的水合物藏钻井开发中的产气潜力,是地质评价参数的函数,其值可以确定。首先,通过构建海洋水合物开采过程的数学模型、确定地质评价参数与产气潜力的响应函数,

产气速率Qp是衡量产气潜力的绝对标准,产气产水比RGW是衡量产气潜力的相对标准,∫表示函数关系式,β表示地质参数。再计算各参数变化对产气潜力影响的权重,结合∫函数和水合物开采数学模型,构建水合物开采中产气潜力地质评价指标函数,]]

H0,…)。利用该地质评价指标I,即可实现水合物藏产气潜能的快速评价。

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