[發(fā)明專利]一種計(jì)算海洋沉積層孔隙分布的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911366943.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN111044430A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;蘇正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

本發(fā)明公開了一種計(jì)算海洋沉積層孔隙分布的方法，包括：S1、獲取目標(biāo)區(qū)域不同位置的柱狀海洋沉積層鉆探巖芯，對(duì)每一個(gè)柱狀海洋沉積層鉆探巖芯，沿軸向以一定間距制取多個(gè)樣品；S2、測量出該樣品的表面積；S3、構(gòu)建沉積樣品孔隙大小計(jì)算模型；S4、利用沉積樣品孔隙大小計(jì)算模型，計(jì)算出每個(gè)樣品的孔隙平均直徑，得到海洋沉積層的孔隙分布。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了簡便有效計(jì)算海洋沉積層孔隙分布，豐富了海洋沉積層分析方法，并可應(yīng)用于分析海底穩(wěn)定性、分析海洋工程安全性、預(yù)測海底滑坡和海嘯的發(fā)生、預(yù)測海底流體通道、預(yù)測天然氣水合物等新型礦產(chǎn)資源的聚集成藏，對(duì)相關(guān)科學(xué)和技術(shù)分析有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋沉積學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種計(jì)算海洋沉積層孔隙分布的方法。

背景技術(shù)

海洋沉積層的孔隙分布是非常重要的參數(shù)，準(zhǔn)確獲得海洋沉積層的孔隙分布對(duì)于分析海底穩(wěn)定性、分析海洋工程安全性、預(yù)測海底滑坡和海嘯的發(fā)生、預(yù)測海底流體通道、預(yù)測天然氣水合物等新型礦產(chǎn)資源具有重要的意義。

傳統(tǒng)的分析更多在于測量海洋沉積層的孔隙度和沉積物的粒度分布，對(duì)于其孔隙分布并沒有重視。目前，海洋沉積層孔隙常以其粒度組份的占比多少而定性判斷其孔隙大小。而海洋沉積層組份復(fù)雜，其主要組成成分為粘土(3.9μm)，極細(xì)粉砂(3.9-7.8μm)，細(xì)粉砂(7.8-15.6μm)，中粉砂(15.6-31μm)，粗粉砂(31-63μm)，極細(xì)砂(63-125μm)，細(xì)砂(125-250μm)，中砂(250-500μm)，粗砂(0.5-1mm)，極粗砂(1-2mm)，……(更粗的組份通常比較少見，在此不再列出)。由于組份多，只能給出多組份的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，且通常肉眼無法識(shí)別地層粒度、顏色、孔隙等較小的巖性區(qū)別，從而不能定量化地科學(xué)認(rèn)識(shí)海洋沉積層孔隙分布及其作用。

在當(dāng)前國家大力支持大洋鉆探、對(duì)能源需求不斷增長、對(duì)海洋安全有更高的要求的背景下，如何獲得海洋沉積層孔隙分布，亟需簡便有效的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種計(jì)算海洋沉積層孔隙分布的方法，可簡便有效的確定海洋沉積層的空隙分布。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種計(jì)算海洋沉積層孔隙分布的方法，包括如下步驟：

S1、獲取目標(biāo)區(qū)域不同位置的柱狀海洋沉積層鉆探巖芯，對(duì)每一個(gè)柱狀海洋沉積層鉆探巖芯，沿軸向以一定間距制取多個(gè)樣品；

S2、測量出樣品的表面積；

S3、構(gòu)建沉積樣品孔隙大小計(jì)算模型，具體包括：

將沉積樣品的孔隙抽象為圓柱體模型，則單位質(zhì)量沉積樣品的孔隙體積和空隙表面積可分別表示為：

S＝πdL (2)

其中，V_φ為單位質(zhì)量沉積樣品的孔隙體積，S為單位質(zhì)量沉積樣品的空隙表面積，可通過S2的樣品表面積換算得到，d為孔隙平均直徑，L為孔隙模型總長度；

同時(shí)，單位質(zhì)量沉積樣品的孔隙體積與孔隙度存在以下關(guān)系：

其中，φ為樣品孔隙度，ρ_s為樣品干密度；

綜合公式(1)至(3)，得到沉積樣品孔隙大小計(jì)算模型：

S4、利用沉積樣品孔隙大小計(jì)算模型，計(jì)算出每個(gè)樣品的孔隙平均直徑，得到海洋沉積層的孔隙分布。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述S2中，在測量樣品表面積的同時(shí)，還測量出樣品粒度分布。粒度分布可補(bǔ)充/對(duì)比表面積，用以分析海洋沉積層粒度如何影響其孔隙分布，還可結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的定性判斷，驗(yàn)證本申請(qǐng)計(jì)算方法的準(zhǔn)確度。