一种改进的海域可燃冰饱和度岩石物理计算方法与流程

本发明涉及可燃冰饱和度技术领域，具体为一种改进的海域可燃冰饱和度岩石物理计算方法。

背景技术：

世界大约98％的可燃冰都分布在海域，可燃冰分布范围受温压场形成的稳定带控制，但海域一个地区可燃冰富集程度受很多因素制约，比较重要的因素有气源、构造、海水深度、沉积、地温梯度。

目前已有一些专家学者对可燃冰饱和度预测形成了一些经典的理论方法，比如由wyllie提出的两项时间平均方程理论模型来计算可燃冰饱和度，该方法假设水合物层由两部分组成，一部分是沉积物(骨架)，另一部分纯水合物；用timur时间平均方程来研究水合物饱和度，该方法假设水合物由三部分组成，这三部分分别是沉积物、水和水合物；文利用wood修正方程也可用来研究水合物饱和度，该方法也是假设水合物层组成由沉积物、水和水合物三部分组成，但该方程中提出了密度对计算的贡献；利用gassmann方程来计算水合物饱和度的一种方法。但目前的经典理论预测结果与实际情况差别较大。

海域稳定带不同地区不同位置可燃冰饱和度是不同的，而商业化的勘探开发首要目标是要寻找高饱和度富集的可燃冰聚集带。目前针对可燃冰饱和度预测研究存在一些不足，导致对海域可燃冰饱和度预测精度不高，这些不足体现在：一是不够重视现有可燃冰岩石物理理论的适用性；二是没有重视对测井数据的运用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种改进的海域可燃冰饱和度岩石物理计算方法，充分利用了测井数据数据的优势，针对现有岩石物理理论预测与实测存在较大差异提出改进的岩石物理预测理论，从而形成了预测精度更好的预测方法；有利于提高预测海域可燃冰饱和度精度，从而为后续勘探开发提供一定的指导，进而达到降低勘探开发成本和风险的效果；为海域可燃冰饱和度的合理计算提供了一种比较可行的方法，有利于促进天然气水合物发育区储量评估的发展，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提出：一种改进的海域可燃冰饱和度岩石物理计算方法，包括以下步骤：

s1)基础数据的准备：

①相关的弹性参数数据，组成骨架的矿物构成比例、矿物的体积模量和剪切模量、矿物的密度、海水的体积模量和密度、纯水合物的体积模量、剪切模量和密度数据；

②相关的井数据(数据必须是连续的，且包括水合物层段和水合物上方的非水合物层段)，沉积物所处的深度、纵波速度、孔隙度、密度；

s2)基于目标区深度范围计算出各深度位置处的孔隙度数据：计算公式利用郭依群基于实验研究获得的孔隙度随深度的关系式来进行计算，其公式为

为孔隙度，d为沉积物位于海底下的深度、单位为m；

s3)基于测井曲线划分水合物层与非水合物层：按照水合物层与非水合物层测井上表现特征差异划分水合物层与非水合物层；

s4)通过计算获得校正前的饱和度数据：利用wood修正方程计算校正前的水合物饱和度，

wood修正方程为

ρb-地层密度；ρw-地层水的密度；ρh-天然气水合物的密度；ρm-骨架的密度；sh-天然气水合物饱和度；vb-声波测井速度值；vpw-地层水中纵波速度值；vph-天然气水合物中纵波速度；vpm-岩石骨架中纵波速度值；某深度的水合物饱和度为s¹hi，i表示深度采样序号；

s5)通过计算获得水合物饱和度校正量：将非水合物层段计算的s¹hi进行平均，取水合物层上部可靠非水合物层段全部或部分数据来参与计算，设平均值为s^ahi，然后将s^ahi与0进行相减，得到两者的差异，设差异为δsh；

s6)通过计算获得最终的饱和度：假设最终的水合物饱和度s²hi用表示，则s²hi＝s¹hi-δsh；

s7)不同方法计算结果对比显示：利用显示软件对不同方法获得的结果进行对比显示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：充分利用了测井数据数据的优势，针对现有岩石物理理论预测与实测存在较大差异提出改进的岩石物理预测理论，从而形成了预测精度更好的预测方法；有利于提高预测海域可燃冰饱和度精度，从而为后续勘探开发提供一定的指导，进而达到降低勘探开发成本和风险的效果；为海域可燃冰饱和度的合理计算提供了一种比较可行的方法，有利于促进天然气水合物发育区储量评估的发展。

附图说明

图1利用wood修正方程理论与氯离子浓度法估算的饱和度对比图；

图2中国南海海域某s井的纵波速度随深度的变化图；

图3中国南海海域某s井的密度随深度的变化图；

图4依据氯离子浓度估算某s井的水合物饱和度值；

图5孔隙度随深度的变化图；

图6水合物层和非水合物层划分；

图7改进的wood法、原wood法预测的水合物饱和度与氯离子估算的饱和度对比图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供以下技术方案：

实施例一：

一种改进的海域可燃冰饱和度岩石物理计算方法，包括以下步骤：

s1)基础数据的准备：

①相关的弹性参数数据，组成骨架的矿物构成比例、矿物的体积模量和剪切模量、矿物的密度、海水的体积模量和密度、纯水合物的体积模量、剪切模量和密度数据；

②相关的井数据(数据必须是连续的，且包括水合物层段和水合物上方的非水合物层段)，沉积物所处的深度、纵波速度、孔隙度、密度；

s2)基于目标区深度范围计算出各深度位置处的孔隙度数据：计算公式利用郭依群基于实验研究获得的孔隙度随深度的关系式来进行计算，其公式为

为孔隙度，d为沉积物位于海底下的深度、单位为m；

s3)基于测井曲线划分水合物层与非水合物层：按照水合物层与非水合物层测井上表现特征差异划分水合物层与非水合物层；

s4)通过计算获得校正前的饱和度数据：利用wood修正方程计算校正前的水合物饱和度，wood修正方程为

ρb-地层密度；ρw-地层水的密度；ρh-天然气水合物的密度；ρm-骨架的密度；sh-天然气水合物饱和度；vb-声波测井速度值；vpw-地层水中纵波速度值；vph-天然气水合物中纵波速度；vpm-岩石骨架中纵波速度值；某深度的水合物饱和度为s¹hi，i表示深度采样序号；

s5)通过计算获得水合物饱和度校正量：将非水合物层段计算的s¹hi进行平均，取水合物层上部可靠非水合物层段全部或部分数据来参与计算，设平均值为s^ahi，然后将s^ahi与0进行相减，得到两者的差异，设差异为δsh；

s6)通过计算获得最终的饱和度：假设最终的水合物饱和度s²hi用表示，则s²hi＝s¹hi-δsh；

s7)不同方法计算结果对比显示：利用显示软件对不同方法获得的结果进行对比显示。

实施例二：

(1)准备研究区基本数据。

(2)基于目标区深度范围计算出各深度位置处的孔隙度数据。研究目标区海底以下深度大致为250m，利用公可以计算出海底以下[0m，250m]各深度位置的孔隙度。

(3)基于测井曲线划分可燃冰层与非可燃冰层。一般结合可燃冰层与非可燃冰层在多种测井曲线上表现特征不同划分出可燃冰层和非可燃冰层，这里结合可燃冰层和非可燃冰层在纵波速度和密度上的差异来进行划分，依据已知的测井曲线划分出2段非可燃冰层，第一段非可燃冰层介于[100m，200m]，第二段非可燃冰层介于[218m，245m]，可燃冰层介于[200m，218m]。

(4)通过计算获得校正前的饱和度数据。

利用wood修正方程计算校正前的不同深度水合物饱和度数据。

(5)通过计算获得水合物饱和度校正量

非可燃冰层利用wood计算出的可燃冰饱和度不为0，这里取非水合物层段计算出的各位置处的饱和度值进行平均，设平均值为则有然后将与0进行相减，得到两者的差异，设差异为δsh。

(6)通过计算获得最终的饱和度

假设最终的水合物饱和度用表示，则则为改进方法获得的各深度位置可燃冰饱和度值。

(7)不同方法计算结果对比显示。

利用显示软件对不同方法获得的结果进行对比显示。为便于表述，假设改进方法称为改进的wood法，而wood修正方程法称为原wood法，改进的wood法与氯离子法预测结果比较接近，而原wood法与氯离子法预测结果相差比较大，说明改进的wood法在预测可燃冰饱和度精度方面得到了较好提高。

不同沉积物组成成分的弹性参数

本发明好处：充分利用了测井数据数据的优势，针对现有岩石物理理论预测与实测存在较大差异提出改进的岩石物理预测理论，从而形成了预测精度更好的预测方法；有利于提高预测海域可燃冰饱和度精度，从而为后续勘探开发提供一定的指导，进而达到降低勘探开发成本和风险的效果；为海域可燃冰饱和度的合理计算提供了一种比较可行的方法，有利于促进天然气水合物发育区储量评估的发展。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。