[发明专利]一种天然气水合物地层衰减建模方法与装置

说明书

本发明提供了一种天然气水合物地层衰减建模方法与装置。该方法包括：获取工区固体基质组分、水合物及孔隙水参数，不同深度处的地层孔隙度、测井曲线；基于工区测井曲线及不同深度处的地层孔隙度确定不同深度处的水合物饱和度，进而结合不同深度处的地层孔隙度确定不同深度处的渗透率；确定固体基质的弹性模量及密度；确定不同深度处混合流体的体积模量及密度；确定不同深度处的干海洋沉积物骨架的弹性模量；基于不同深度处的地层孔隙度、不同深度处的干海洋沉积物骨架的弹性模量、固体基质的弹性模量和密度、不同深度处的混合流体的体积模量和密度，获取纵波速度随深度的变化模型和/或纵波逆品质因子随深度的变化模型。

技术领域

本发明属于岩石物理建模领域，特别涉及一种天然气水合物地层衰减建模方法与装置。

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。

天然气水合物通常表现出与矿物和流体组分不同的作用。天然气水合物既能表现流体的性质，又会表现固体骨架的性质。这些性质已由实验室研究中发现(Buffett和Zatespina，2000；Tohidi等，2001；Winter等，2004；Yun等，2005；Priest等，2009)。多种适用于模拟水合物沉积的各向同性岩石物理理论也已经提出，包括加权经验公式(Lee，1996)、等效介质理论(Ecker等，2000；Zhang，2011；Diana等，2009)、三相Biot-type理论(Carcione，2000；Lee等，2008)、修正的Biot-Gassmann理论(Lee，2002)等。其中加权公式将描述固结岩石的Wyllie's方程和描述颗粒悬浮状态的Wood方程结合，来模拟地层速度与水合物饱和度的关系，但是经验关系不具备对沉积物中天然气水合物形态特征的分析能力。除经验公式外，对于含天然气水合物沉积物的模拟理论，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，来模拟天然气水合物沉积层的弹性性质，或者引入参数来衡量水合物的孔隙填充和骨架支撑作用。考虑频散衰减的水合物岩石物理建模也受到国内外专家的重视，如Biot理论、BISQ理论、White球状模型理论、Biot-Stoll模型和HEBS模型等(Best，2013；Moreno等，2016；张聿文等，2004；张如伟，2016；朱祖扬，2012)。

然而，现阶段衰减模拟过程中往往注重考虑水合物赋存引起的衰减机制研究而忽视水合物引起的流体粘滞度变化、岩石渗透率变化等对于衰减特征的影响，以及其他储层因素的衰减特征影响，导致水合物储层衰减机制研究不够准确和深入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气水合物地层衰减建模方法。该方法能够实现精细的海域天然气水合物地层衰减模拟分析。该方法考虑了由于储层本身孔隙度和水合物饱和度变化引起的岩石渗透率变化等对于衰减特征的影响。

为了实现上述目的，本发明提供了一种天然气水合物地层衰减建模方法，其中，该方法包括：

获取工区固体基质(例如砂岩)中各类型矿物组分的含量、弹性模量及密度，水合物的体积模量及密度，孔隙水的体积模量及密度，不同深度处的地层孔隙度；获取工区电阻率测井曲线、自然伽马测井曲线；

基于工区电阻率测井曲线、自然伽马测井曲线以及不同深度处的地层孔隙度确定不同深度处的水合物饱和度；

基于不同深度处的地层孔隙度以及不同深度处的水合物饱和度确定不同深度处的渗透率；

基于固体基质中各类型矿物组分的含量及弹性模量，确定固体基质的弹性模量；基于固体基质中各类型矿物组分的含量及密度，确定固体基质的密度；