[發明專利]一種海洋天然氣水合物試采儲層的穩定性評估方法

有效

• 申請號: 201710767064.8
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107526892B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 石要紅;張旭輝;魯曉兵;梁前勇;楊江平;習龍
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 付登云

本發明涉及一種海洋天然氣水合物試采儲層的穩定性評估方法，屬于天然氣水合物開采領域。本發明包括對海洋天然氣水合物試采儲層進行地質調查，根據相似準則進行室內物理模擬，構建所述海洋天然氣水合物試采儲層的穩定性評估模型，以預評估所述海洋天然氣水合物試采儲層在試采過程中的穩定性；通過本發明能夠準確描述天然氣水合物分解儲層隨天然氣水合物分解時的力學響應、動態演化以及失穩的臨界條件，為海洋天然氣水合物試采過程提供準確的預評估，可以避免海洋天然氣水合物試采工程中相關災害的發生。

技術領域

本發明屬于天然氣水合物開采領域，具體涉及一種海洋天然氣水合物試采儲層的穩定性評估方法。

背景技術

天然氣水合物，是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”。其資源密度高，全球分布廣泛，儲量大于石油和天然氣，具有極高的資源價值；另外，從國家能源戰略安全角度來說，各國正在推動能源來源多元化。因而，天然氣水合物的開采成為油氣工業界長期研究熱點。

與石油、天然氣不同，石油、天然氣分別為單一流體相，現有的石油、天然氣開采儲層穩定性分析方法不適用于天然氣水合物。海洋天然氣水合物試采儲層穩定性是一個多場多相多尺度的新問題，包括熱傳導、相變、多相滲流、土層變形與破壞的復雜物理效應。海洋天然氣水合物的開采過程中，固體天然氣水合物分解成天然氣和水，引起土層軟化和孔隙流體壓力的升高，可能導致土層與結構的失穩，失穩的類型與危害程度會隨著開采方式的不同而不同。

因此，為了避免海洋天然氣水合物試采工程中相關災害的發生，亟需建立海洋天然氣水合物試采儲層穩定性評估方法，以預評估所述海洋天然氣水合物試采儲層在試采過程中的穩定性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種海洋天然氣水合物試采儲層的穩定性評估方法，以預評估所述海洋天然氣水合物試采儲層在試采過程中的穩定性。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種海洋天然氣水合物試采儲層的穩定性評估方法，所述穩定性評估方法包括：

對海洋天然氣水合物試采儲層進行地質調查，根據相似準則進行室內物理模擬，構建所述海洋天然氣水合物試采儲層的穩定性評估模型，以預評估所述海洋天然氣水合物試采儲層在試采過程中的穩定性。

進一步地，

所述地質調查包括：天然氣水合物土層、天然氣水合物分布、天然氣水合物土層物理力學參數和天然氣水合物原狀樣品；其中，

所述天然氣水合物土層數據包括上覆土層厚度與土性分層、儲層的厚度與土性分層和土層產狀；

所述天然氣水合物分布包括天然氣水合物飽和度、水合物類型和水合物賦存狀態；

所述天然氣水合物土層物理力學參數包括含水率、含氣量、孔隙流體壓力、土層密度、土體比重和微生物含量；

所述天然氣水合物原狀樣品包括天然氣水合物儲層原狀樣品和天然氣水合物儲層的上覆土層原狀樣品。

進一步地，

所述室內物理模擬包括天然氣水合物分解力學響應模擬，所述天然氣水合物分解力學響應模擬包括：

以所述天然氣水合物儲層原狀樣品為實驗材料，采用低溫高壓三軸實驗裝置對所述天然氣水合物儲層原狀樣品進行分解力學測量，獲取所述天然氣水合物儲層原狀樣品的分解力學參數，采用核磁共振儀獲取所述天然氣水合物儲層原狀樣品分解過程中水分含量與空間分布的微觀參數，制備天然氣水合物儲層重塑樣品；

采用所述低溫高壓三軸實驗裝置對所述天然氣水合物儲層重塑樣品進行分解力學測量，獲取所述天然氣水合物儲層重塑樣品的分解力學參數；