[發明專利]一種用于海洋天然氣水合物儲層開采方式及生產參數的識別方法

在審

• 申請號: 202210085211.4
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114492026A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 龐維新;李清平;黃婷;陳緣;宋本健;孫挺;賈舒;秦蕊
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 劉鑫鑫

本發明公開了一種用于海洋天然氣水合物儲層開采方式及生產參數的識別方法。本發明方法包括如下步驟：S1、獲取水合物藏的特征數據，包括孔隙度、飽和度、滲透率、儲層厚度、儲層溫度和壓力；S2、依據孔隙度和飽和度識別儲層所屬分類；儲層所屬分類包括成巖水合物儲層和非成巖水合物儲層；S3、根據水合物藏的特征數據和儲層的所屬分類建立水合物藏生產模型進行模擬計算；模擬計算中，首先通過調整開采方式和/或生產參數迭代判斷地層沉降量是否超過臨界值，當地層沉降量不超過臨界值時結束迭代；然后判斷產氣量是否理想，當產氣量理想時結束迭代。本發明方法可在保證地層穩定的前提下實現水合物開采的效益最大化，實現天然氣水合物安全高效開發。

技術領域

本發明涉及海洋工程技術，海洋石油工程領域，尤其涉及一種用于海洋天然氣水合物儲層的開采方式及生產參數識別方法。

背景技術

天然氣水合物是在高壓低溫下由水分子通過氫鍵相連形成籠型空穴，客體分子(如CH₄、C₂H₆、CO₂、N₂、H₂S等)充填與空穴中形成的一種非化學計量的似冰狀結晶化合物，兩者通過范德華力結合在一起，自然界中大量賦存的主要為甲烷水合物，廣泛分布在大陸(基本為永久凍土層)、海洋和一些內陸湖的深水環境。天然氣水合物儲層十分特殊，水合物作為儲層膠結物存在，在開采過程中水合物分解將導致儲層失去膠結而強度降低，地層顆粒產出堵塞生產設備，地層發生沉降從而對開采設備產生拉伸或壓縮造成損壞，同時也可能發生海底滑坡、井涌、井噴、天然氣泄漏等事故，造成巨大的經濟損失和環境污染。目前天然氣水合物還沒有實現商業化生產，全世界僅有的幾次試采活動也均由于不同程度的出砂現象而被迫中止。并且，自然界中賦存的天然氣水合物儲層差異較大，開采過程中的地層響應不同，針對此問題，目前尚無有效的方法確定海洋不同類型的水合物儲層適用的開采方法及生產參數，確保安全高效開采。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于海洋天然氣水合物儲層開采方式及生產參數的識別方法，其可根據水合物儲層參數確定其適用的開采方式及需要采用的參數，可大大提高水合物開采的安全性和經濟性。

本發明提供的一種用于海洋天然氣水合物儲層開采方式及生產參數的識別方法，包括如下步驟：

S1、獲取水合物藏的特征數據；所述特征數據包括孔隙度、飽和度、滲透率、儲層厚度、儲層溫度和壓力；

S2、依據所述特征數據中的孔隙度和飽和度識別儲層所屬分類；所述儲層所屬分類包括成巖水合物儲層和非成巖水合物儲層；

S3、根據所述水合物藏的特征數據和所述儲層的所屬分類建立水合物藏生產模型進行模擬計算，開采方式包括水平井開采和垂直井開采；所述模擬計算中，首先通過調整開采方式和/或生產參數迭代判斷地層沉降量是否超過臨界值，當地層沉降量不超過臨界值時結束迭代；然后判斷產氣量是否理想，當產氣量理想時結束迭代，即可確定該水合物藏適用的開采方式及生產參數。

上述的用于海洋天然氣水合物儲層開采方式及生產參數的識別方法，步驟S2中，可通過如下方式識別儲層所屬分類：

I類成巖水合物：孔隙度60％，飽和度為60～70％；

II類成巖水合物：孔隙度為50％～60％且不為50％，飽和度為50％～60％；

I類基本成巖水合物：孔隙度為40％～50％且不為40％，飽和度為40～50％；

II類基本成巖水合物：孔隙度為40％～50％且不為40％，飽和度為30～40％；

I類非成巖水合物：孔隙度為30％～40％且不為30％，飽和度為20～40％；

II類非成巖水合物：孔隙度為20％～30％且不為20％，飽和度為20～40％；