[發明專利]海底天然氣水合物開采甲烷泄漏原位電學監測方法與裝置

有效

• 申請號: 201611109539.6
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106597551B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 郭秀軍;吳景鑫
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 王艷珍

本發明公開了一種海底天然氣水合物開采甲烷泄漏原位電學監測方法，所述監測方法包括鋪設監測電纜步驟，對海底斷面的電位進行掃描測量步驟，計算海底斷面的視電阻率步驟，采集站根據測量的海底斷面每一層的電位數據，計算海底斷面在該層的視電阻率分布；反演監測步驟，將所得視電阻率數據反演為電阻率數據，將海底斷面各層的電阻率繪制輸出電阻率剖面圖，對海底沉積層中甲烷流態泄露或氣態泄漏進行監測。所述監測裝置包括監測電纜、采集站、電源模塊、總控平臺上位機。本發明的海底天然氣水合物原位電學監測方法，只需一次監測電纜布設，因此節省人力物力成本，運行成本低；監測范圍大，且本發明針對沉積層進行監測，監測超前性強，預警性強。

技術領域

本發明涉及海底天然氣水合物開采監測領域，具體地說，是涉及一種海底天然氣水合物開采甲烷泄漏原位電學監測方法與裝置。

背景技術

天然氣水合物開采所面臨的主要環境風險為水合物分解所導致的海底沉積物穩定性問題以及大量甲烷氣釋放所導致的溫室效應。對于海底沉積物穩定性問題，目前主要通過水壓測量裝置、時瞬地震裝置、三分量加速度傳感器等進行海底沉降監測；以集成式海床探針裝置對表層沉積物的孔壓、容重等土性指標進行長期監測；對于儲層穩定性監測通常需要在生產井或監測井中布設分布式溫度傳感器DTS與電阻式溫度傳感器RTD，通過溫度變化來對儲層分解狀態進行監測，而日本在水合物試采時也使用了四維地震法對沉積層結構變化進行定期監測。針對甲烷泄漏問題，目前主流的監測方式是將甲烷濃度傳感器（METs等）、水平多波束聲納裝置集成于座底式潛標，原位定點實時監測甲烷濃度變化，并且探測可能出現的大流量甲烷氣體泄露，同時，在可能發生氣體泄漏的位置布設氣阱裝置，監測該位置的氣體泄漏率。除此之外，日本的四維地震監測裝置，又稱深海地震系統（Deep-seaSeismic System，DSS）也可做到對沉積層中甲烷泄漏情況的監測，DSS以生產井為中心長期固定布設于海床面，在海面定期布設二維、三維炮線進行數據采集，得到不同時期沉積層地震剖面信息，反演儲層分解及甲烷泄漏情況。

目前各國主要采取底層水甲烷濃度長期定點監測的手段來針對甲烷泄漏問題。只有日本的DSS可對甲烷在沉積層中的流態泄露或氣態泄漏行為進行區域性監測，但DSS運行成本高昂，每次的監測數據獲得需耗費大量人力物力。

而海洋直流電法作為一種新興的海底地球物理手段，有成本低廉，監測范圍大，可針對沉積層內部進行無損監測的特點。

發明內容

本發明為了解決現有海底天然氣水合物監測方法成本高，或者不能針對沉積層中氣體的泄漏情況進行監測，且監測范圍相對較小的技術問題，提出了一種海底天然氣水合物原位電學監測方法，可以解決上述問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種海底天然氣水合物開采甲烷泄漏原位電學監測方法，包括以下步驟：

鋪設監測電纜步驟，所述監測電纜以生產井為中心水平對稱鋪設在其兩側，所述監測電纜上布設有多個電極，所述監測電纜與采集站連接，所述采集站通過導線與電源模塊連接；

對海底斷面的電位進行掃描測量步驟，其中，海底斷面為海底沉積層的斷面，包括：

所述采集站從所述多個電極中選擇部分電極作為工作電極，其余電極休眠，所述工作電極包括供電電極和測量電極，所述供電電極和測量電極分別為兩個，相鄰兩電極之間的距離為一個電極距，兩個供電電極之間的距離為供電電極距離，兩個測量電極之間的距離為測量電極距離，供電電極距離和測量電極距離為一個電極距的整數倍；