[發(fā)明專利]一種海域天然氣水合物有利聚集區(qū)主控因素的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010976383.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN112177605B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃偉;張偉;尚久靖;孟苗苗;梁金強(qiáng);鄧煒;單晨晨;徐夢(mèng)婕;林霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局;南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）
• 主分類號(hào): G06Q50/02
• 分類號(hào): G06Q50/02;E21B49/00;E21B43/01;G06F30/20
• 代理公司: 廣州君咨知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44437
• 代理人: 劉智君

1.一種海域天然氣水合物有利聚集區(qū)主控因素的確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：確定表征影響天然氣水合物聚集的地質(zhì)參數(shù)，影響天然氣水合物聚集的地質(zhì)因素至少包括源巖產(chǎn)氣強(qiáng)度、淺層甲烷流體通量、含氣流體疏導(dǎo)能力、BSR綜合響應(yīng)、淺層濁積砂體含量、水合物穩(wěn)定域厚度、水合物地質(zhì)儲(chǔ)量和水合物富集度，

(1)源巖產(chǎn)氣強(qiáng)度參數(shù)

源巖產(chǎn)氣強(qiáng)度q通過下述公式得到：

q＝q_thermal+q_micro

式中，q_thermal表示熱成因氣產(chǎn)氣強(qiáng)度，q_micro表示生物成因氣產(chǎn)氣強(qiáng)度，

(2)淺層甲烷流體通量參數(shù)

淺層甲烷流體通量通過下述公式得到：

式中，D₀表示擴(kuò)散系數(shù)，為常數(shù)，φ表示天然氣水合物沉積層有效孔隙度，表示淺層甲烷流體所在區(qū)域的硫酸根濃度梯度，

(3)含氣流體疏導(dǎo)能力參數(shù)

按公式①計(jì)算含氣流體疏導(dǎo)通道體積V：

V＝α*πr²l------①

式中，r為氣煙囪或泥底辟的半徑，l為氣煙囪或泥底辟的高度，α為常數(shù)，

(4)BSR綜合響應(yīng)參數(shù)

BSR綜合響應(yīng)C_BSR按公式②計(jì)算：

C_BSR＝a*H_ei+b*A_mp+c*C_on------②

式中，a,b,c均表示系數(shù)，為常數(shù)，且a+b+c＝1，H_ei表示BSR上部的空白反射帶厚度，A_mp表示BSR的振幅，為常數(shù)，C_on表示BSR的側(cè)向連續(xù)性，通過地震剖面讀取得到，H_ei按公式③計(jì)算得到：

式中，v表示地震波在海底淺部地層中的傳播速度，t為空白反射帶對(duì)應(yīng)的地震波的雙程反射時(shí)間，

(5)水合物穩(wěn)定域厚度參數(shù)

水合物穩(wěn)定域厚度H_sta通過公式④計(jì)算：

式中，m和n均表示系數(shù)，為常數(shù)，T表示水合物穩(wěn)定域底界的地層溫度，D_W為海底水深，T₀為海底溫度，G為地溫梯度，

(6)淺層濁積砂體含量參數(shù)

淺層濁積砂體含量D通過公式⑤計(jì)算得到：

D＝H_sand/H_sta------⑤

式中，H_sand表示濁積砂體的累計(jì)厚度，

(7)水合物地質(zhì)儲(chǔ)量因素

水合物地質(zhì)儲(chǔ)量Q_h通過公式⑥計(jì)算得到：

Q_h＝A_h*Z_h*φ*S_h*E------⑥

式中，A_h表示水合物分布區(qū)的面積，Z_h表示水合物成礦帶有效厚度，S_h表示孔隙中天然氣水合物的飽和度，E表示產(chǎn)氣因子，為常數(shù)，

(8)水合物富集度因素

水合物富集度Q_hyd通過公式⑦計(jì)算得到：

Q_hyd＝φ*S_h------⑦

步驟2：將水合物地質(zhì)儲(chǔ)量和水合物富集度兩個(gè)地質(zhì)參數(shù)作為系統(tǒng)特征，將需要預(yù)測(cè)的當(dāng)前區(qū)域劃分為n個(gè)區(qū)塊，對(duì)每個(gè)區(qū)塊按步驟1計(jì)算得到每個(gè)區(qū)塊對(duì)應(yīng)的水合物地質(zhì)儲(chǔ)量和水合物富集度，得到一系列水合物地質(zhì)儲(chǔ)量和水合物富集度，

其中，一系列的水合物地質(zhì)儲(chǔ)量構(gòu)成水合物地質(zhì)儲(chǔ)量系統(tǒng)特征序列，記為Y′₁，Y′₁＝{Y′₁(1),Y′₁(2),…,Y′₁(k),…,Y′₁(n)}，Y′₁(k)表示水合物地質(zhì)儲(chǔ)量系統(tǒng)特征序列中的第k個(gè)系統(tǒng)特征，

一系列的水合物富集度構(gòu)成水合物富集度系統(tǒng)特征序列，記為Y′₂，Y′₂＝{Y′₂(1),Y′₂(2),…,Y′₂(k),…,Y′₂(n)}，Y′₂(k)表示水合物富集度系統(tǒng)特征序列中的第k個(gè)系統(tǒng)特征，

然后，將剩余的地質(zhì)參數(shù)作為系統(tǒng)因素參數(shù)，并對(duì)應(yīng)得到一組系統(tǒng)因素序列，將源巖產(chǎn)氣強(qiáng)度、甲烷流體通量、含氣流體疏導(dǎo)能力、BSR綜合響應(yīng)、淺層濁積砂體含量、水合物穩(wěn)定域厚度的系統(tǒng)因素序列分別記為X′₁、X′₂、X′₃、X′₄、X′₅、X′₆，

源巖產(chǎn)氣強(qiáng)度系統(tǒng)因素序列：X′₁＝{X′₁(1),X′₁(2),…,X′₁(n)},

甲烷流體通量系統(tǒng)因素序列：X′₂＝{X′₂(1),X′₂(2),…,X′₂(n)},

含氣流體疏導(dǎo)能力系統(tǒng)因素序列：X′₃＝{X′₃(1),X′₃(2),…,X′₃(n)},

BSR綜合響應(yīng)系統(tǒng)因素序列：X′₄＝{X′₄(1),X′₄(2),…,X′₄(n)},

淺層濁積砂體含量系統(tǒng)因素序列：X′₅＝{X′₅(1),X′₅(2),…,X′₅(n)},

水合物穩(wěn)定域厚度系統(tǒng)因素序列：X′₆＝{X′₆(1),X′₆(2),…,X′₆(n)}，

所有的系統(tǒng)特征序列和系統(tǒng)因素序列作為原始數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去量綱和歸一化處理，得到各自對(duì)應(yīng)新的序列：

水合物地質(zhì)儲(chǔ)量系統(tǒng)特征序列：Y₁＝{Y₁(1),Y₁(2),…,Y₁(n)}，

水合物富集度系統(tǒng)特征序列：Y₂＝{Y₂(1),Y₂(2),…,Y₂(n)},

源巖產(chǎn)氣強(qiáng)度系統(tǒng)因素序列：X₁＝{X₁(1),X₁(2),…,X₁(n)},

甲烷流體通量系統(tǒng)因素序列：X₂＝{X₂(1),X₂(2),…,X₂(n)},

含氣流體疏導(dǎo)能力系統(tǒng)因素序列：X₃＝{X₃(1),X₃(2),…,X₃(n)},

BSR綜合響應(yīng)系統(tǒng)因素序列：X₄＝{X₄(1),X₄(2),…,X₄(n)},

淺層濁積砂體含量系統(tǒng)因素序列：X₅＝{X₅(1),X₅(2),…,X₅(n)},

水合物穩(wěn)定域厚度系統(tǒng)因素序列：X₆＝{X₆(1),X₆(2),…,X₆(n)}；

步驟3：分別計(jì)算每個(gè)系統(tǒng)特征和各個(gè)系統(tǒng)因素之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其中，第m個(gè)系統(tǒng)特征序列中的第j個(gè)系統(tǒng)特征Y_m(j)和第i個(gè)系統(tǒng)因素序列中的第j個(gè)系統(tǒng)因素X_i(j)之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)γ(Y_m(j),X_i(j))通過公式⑧計(jì)算得到：

式中，m＝1,2，i＝1,2,3,4,5,6，j＝1,2,…,n，Δ_mi(j)＝|Y_m(j)-X_i(j)|，ρ表示分辨系數(shù)，為常數(shù)，ρ_max表示分辨系數(shù)的最大值，為常數(shù)，

接著，將同一個(gè)系統(tǒng)因素序列和同一個(gè)系統(tǒng)特征序列之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)構(gòu)成關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，第i個(gè)系統(tǒng)因素序列和第m個(gè)系統(tǒng)特征序列之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣記為R_m：

式中，(γ_ij)_m表示第m個(gè)系統(tǒng)特征序列中的第j個(gè)系統(tǒng)特征和第i個(gè)系統(tǒng)因素序列中的第j個(gè)系統(tǒng)因素之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，

接著，計(jì)算各個(gè)系統(tǒng)因素和各個(gè)系統(tǒng)特征序列之間的關(guān)聯(lián)度，其中，第i個(gè)系統(tǒng)因素序列和第m個(gè)系統(tǒng)特征序列之間的關(guān)聯(lián)度Q_im按公式⑨計(jì)算得到：

n為中間變量，若恒有則Q_im對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)因素X_i為主控因素，Q_jm表示第j個(gè)系統(tǒng)因素序列和第m個(gè)系統(tǒng)特征序列之間的關(guān)聯(lián)度。