现代地质 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (01): 182-192.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.167
谢莹峰1,2(), 陆敬安2, 匡增桂1,2, 康冬菊2, 王通2, 蔡慧敏3
收稿日期:
2021-03-21
修回日期:
2021-12-02
出版日期:
2022-02-10
发布日期:
2022-03-08
作者简介:
谢莹峰,女,工程师,1992年出生,地质资源与地质工程专业,主要从事天然气水合物储层测井数据处理与综合解释工作。Email: xieyingfeng_gmgs@163.com。
基金资助:
XIE Yingfeng1,2(), LU Jing’an2, KUANG Zenggui1,2, KANG Dongju2, WANG Tong2, CAI Huimin3
Received:
2021-03-21
Revised:
2021-12-02
Online:
2022-02-10
Published:
2022-03-08
摘要:
天然气水合物降压试采过程中,水合物、游离气和水的三相混合层中的游离气首先被采出,从而提高降压效率,促进水合物分解;因此利用岩心刻度测井的方法开展南海神狐海域水合物三相混合层测井评价方法研究,对水合物矿体储量计算以及产业化开采具有重要意义。三相混合层与水合物层相比,其密度和中子孔隙度值均减小,纵波速度明显下降;与气层相比,其剪切模量仍大于背景值,岩心孔隙水氯离子浓度降低。据此可以识别出三相混合层。水合物的密度和含氢指数与水接近,当岩性和物性相近时,密度和中子孔隙度测井仅受游离气的影响;发现三相混合层岩心分析含气饱和度与密度减少值、中子孔隙度减少值均具有较好的线性相关关系,因此建立密度-中子孔隙度双参数含气饱和度二元线性回归模型。在利用印度尼西亚方程计算地层含水饱和度以及利用双参数含气饱和度模型确定含气饱和度的基础上,即可得到三相混合层的水合物饱和度。计算结果表明,三相混合层的水合物饱和度与氯离子淡化水合物饱和度吻合度较高,说明本次研究的三相混合层测井评价方法是可行而可靠的。
中图分类号:
谢莹峰, 陆敬安, 匡增桂, 康冬菊, 王通, 蔡慧敏. 南海神狐海域水合物三相混合层测井评价方法研究[J]. 现代地质, 2022, 36(01): 182-192.
XIE Yingfeng, LU Jing’an, KUANG Zenggui, KANG Dongju, WANG Tong, CAI Huimin. Well Logging Evaluation for Three-Phase Zone with Gas Hydrate in the Shenhu Area, South China Sea[J]. Geoscience, 2022, 36(01): 182-192.
图1 神狐海域研究区位置及井位图 (据Ye等[12]修改;SHSC2-6为试采井井口位置,钻井方向为SHSC2-6→A靶点→B靶点,SHSC2-6→A靶点为造斜段轨迹的平面位置,A靶点→B靶点为水平段轨迹的平面位置)
Fig.1 Geological map and the natural gas hydrate drillholes in the Shenhu area, South China Sea
图4 三相混合层岩心分析含气饱和度与密度或中子孔隙度减少值的关系
Fig.4 Correlation plot between core analysis gas saturation and reduction in density or in neutron porosity in the three-phase zone
序号(i) | x1i(ΔTNPH) | x2i(ΔRHON) | yi(Sg) | | | | x1ix2i | x1iyi | x2iyi |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0.206 4 | 0.099 2 | 0.228 6 | 0.042 6 | 0.009 8 | 0.052 3 | 0.020 5 | 0.047 2 | 0.022 7 |
2 | 0.205 9 | 0.103 0 | 0.205 2 | 0.042 4 | 0.010 6 | 0.042 1 | 0.021 2 | 0.042 3 | 0.021 1 |
3 | 0.199 4 | 0.120 7 | 0.207 4 | 0.039 7 | 0.014 6 | 0.043 0 | 0.024 1 | 0.041 3 | 0.025 0 |
4 | 0.198 6 | 0.122 6 | 0.205 8 | 0.039 4 | 0.015 0 | 0.042 4 | 0.024 3 | 0.040 9 | 0.025 2 |
5 | 0.196 1 | 0.117 5 | 0.182 0 | 0.038 5 | 0.013 8 | 0.033 1 | 0.023 0 | 0.035 7 | 0.021 4 |
6 | 0.199 0 | 0.118 7 | 0.201 2 | 0.039 6 | 0.014 1 | 0.040 5 | 0.023 6 | 0.040 0 | 0.023 9 |
7 | 0.217 7 | 0.113 9 | 0.227 0 | 0.047 4 | 0.013 0 | 0.051 5 | 0.024 8 | 0.049 4 | 0.025 9 |
8 | 0.219 7 | 0.111 8 | 0.239 0 | 0.048 3 | 0.012 5 | 0.057 1 | 0.024 6 | 0.052 5 | 0.026 7 |
9 | 0.214 4 | 0.130 9 | 0.233 1 | 0.046 0 | 0.017 1 | 0.054 3 | 0.028 1 | 0.050 0 | 0.030 5 |
10 | 0.211 8 | 0.134 2 | 0.236 3 | 0.044 8 | 0.018 0 | 0.055 8 | 0.028 4 | 0.050 0 | 0.031 7 |
11 | 0.200 0 | 0.119 1 | 0.249 5 | 0.040 0 | 0.014 2 | 0.062 3 | 0.023 8 | 0.049 9 | 0.029 7 |
12 | 0.199 8 | 0.120 2 | 0.238 0 | 0.039 9 | 0.014 4 | 0.056 6 | 0.024 0 | 0.047 5 | 0.028 6 |
13 | 0.154 1 | 0.180 0 | 0.243 7 | 0.023 7 | 0.032 4 | 0.059 4 | 0.027 7 | 0.037 6 | 0.043 9 |
14 | 0.142 1 | 0.193 3 | 0.225 6 | 0.020 2 | 0.037 3 | 0.050 9 | 0.027 5 | 0.032 1 | 0.043 6 |
15 | 0.169 9 | 0.050 7 | 0.145 7 | 0.028 8 | 0.002 6 | 0.021 2 | 0.008 6 | 0.024 7 | 0.007 4 |
16 | 0.170 7 | 0.049 1 | 0.151 7 | 0.029 1 | 0.002 4 | 0.023 0 | 0.008 4 | 0.025 9 | 0.007 4 |
17 | 0.158 6 | 0.049 0 | 0.134 6 | 0.025 2 | 0.002 4 | 0.018 1 | 0.007 8 | 0.021 3 | 0.006 6 |
18 | 0.151 8 | 0.049 7 | 0.099 0 | 0.023 1 | 0.002 5 | 0.009 8 | 0.007 5 | 0.015 0 | 0.004 9 |
19 | 0.055 4 | 0.025 7 | 0.017 0 | 0.003 1 | 0.000 7 | 0.000 3 | 0.001 4 | 0.000 9 | 0.000 4 |
20 | 0.066 4 | 0.025 4 | 0.018 2 | 0.004 4 | 0.000 6 | 0.000 3 | 0.001 7 | 0.001 2 | 0.000 5 |
21 | 0.075 2 | 0.031 3 | 0.020 8 | 0.005 7 | 0.001 0 | 0.000 4 | 0.002 4 | 0.001 6 | 0.000 7 |
∑ | 3.613 0 | 2.065 8 | 3.709 5 | 0.671 9 | 0.249 0 | 0.774 6 | 0.383 4 | 0.707 2 | 0.427 8 |
表1 利用二元线性回归方法求解密度-中子孔隙度双参数模型系数的参数
Table 1 Parameters for coefficients of the dual-parameters calculation model (density and neutron porosity with binary linear regression method)
序号(i) | x1i(ΔTNPH) | x2i(ΔRHON) | yi(Sg) | | | | x1ix2i | x1iyi | x2iyi |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0.206 4 | 0.099 2 | 0.228 6 | 0.042 6 | 0.009 8 | 0.052 3 | 0.020 5 | 0.047 2 | 0.022 7 |
2 | 0.205 9 | 0.103 0 | 0.205 2 | 0.042 4 | 0.010 6 | 0.042 1 | 0.021 2 | 0.042 3 | 0.021 1 |
3 | 0.199 4 | 0.120 7 | 0.207 4 | 0.039 7 | 0.014 6 | 0.043 0 | 0.024 1 | 0.041 3 | 0.025 0 |
4 | 0.198 6 | 0.122 6 | 0.205 8 | 0.039 4 | 0.015 0 | 0.042 4 | 0.024 3 | 0.040 9 | 0.025 2 |
5 | 0.196 1 | 0.117 5 | 0.182 0 | 0.038 5 | 0.013 8 | 0.033 1 | 0.023 0 | 0.035 7 | 0.021 4 |
6 | 0.199 0 | 0.118 7 | 0.201 2 | 0.039 6 | 0.014 1 | 0.040 5 | 0.023 6 | 0.040 0 | 0.023 9 |
7 | 0.217 7 | 0.113 9 | 0.227 0 | 0.047 4 | 0.013 0 | 0.051 5 | 0.024 8 | 0.049 4 | 0.025 9 |
8 | 0.219 7 | 0.111 8 | 0.239 0 | 0.048 3 | 0.012 5 | 0.057 1 | 0.024 6 | 0.052 5 | 0.026 7 |
9 | 0.214 4 | 0.130 9 | 0.233 1 | 0.046 0 | 0.017 1 | 0.054 3 | 0.028 1 | 0.050 0 | 0.030 5 |
10 | 0.211 8 | 0.134 2 | 0.236 3 | 0.044 8 | 0.018 0 | 0.055 8 | 0.028 4 | 0.050 0 | 0.031 7 |
11 | 0.200 0 | 0.119 1 | 0.249 5 | 0.040 0 | 0.014 2 | 0.062 3 | 0.023 8 | 0.049 9 | 0.029 7 |
12 | 0.199 8 | 0.120 2 | 0.238 0 | 0.039 9 | 0.014 4 | 0.056 6 | 0.024 0 | 0.047 5 | 0.028 6 |
13 | 0.154 1 | 0.180 0 | 0.243 7 | 0.023 7 | 0.032 4 | 0.059 4 | 0.027 7 | 0.037 6 | 0.043 9 |
14 | 0.142 1 | 0.193 3 | 0.225 6 | 0.020 2 | 0.037 3 | 0.050 9 | 0.027 5 | 0.032 1 | 0.043 6 |
15 | 0.169 9 | 0.050 7 | 0.145 7 | 0.028 8 | 0.002 6 | 0.021 2 | 0.008 6 | 0.024 7 | 0.007 4 |
16 | 0.170 7 | 0.049 1 | 0.151 7 | 0.029 1 | 0.002 4 | 0.023 0 | 0.008 4 | 0.025 9 | 0.007 4 |
17 | 0.158 6 | 0.049 0 | 0.134 6 | 0.025 2 | 0.002 4 | 0.018 1 | 0.007 8 | 0.021 3 | 0.006 6 |
18 | 0.151 8 | 0.049 7 | 0.099 0 | 0.023 1 | 0.002 5 | 0.009 8 | 0.007 5 | 0.015 0 | 0.004 9 |
19 | 0.055 4 | 0.025 7 | 0.017 0 | 0.003 1 | 0.000 7 | 0.000 3 | 0.001 4 | 0.000 9 | 0.000 4 |
20 | 0.066 4 | 0.025 4 | 0.018 2 | 0.004 4 | 0.000 6 | 0.000 3 | 0.001 7 | 0.001 2 | 0.000 5 |
21 | 0.075 2 | 0.031 3 | 0.020 8 | 0.005 7 | 0.001 0 | 0.000 4 | 0.002 4 | 0.001 6 | 0.000 7 |
∑ | 3.613 0 | 2.065 8 | 3.709 5 | 0.671 9 | 0.249 0 | 0.774 6 | 0.383 4 | 0.707 2 | 0.427 8 |
[1] |
SLOAN E D. Fundamental principles and applications of natural gas hydrates[J]. Nature, 2003, 426: 353-363.
DOI URL |
[2] |
GILLES G, GOLDBERG D, MELTSER A. Characterization of in situ elastic properties of gas hydrate-bearing sediments on the Blake Ridge[J]. Journal of Geophysical Research, 1999, 104 (8):17781-17795.
DOI URL |
[3] | LEE M W, COLLETT T S. Gas hydrate and free gas saturations estimated from velocity logs on Hydrate Ridge, offshore Oregon, USA[J]. Proceedings of the Ocean Drilling Program Scientific Results, 2006, 204:1-25. |
[4] |
MILKOV A V, DICKENS G R, CLAYPOOL G E, et al. Co-existence of gas hydrate, free gas, and brine within the regional gas hydrate stability zone at Hydrate Ridge (Oregon margin): evidence from prolonged degassing of a pressurized core[J]. Earth and Planet Science Letters, 2004, 222: 829-843.
DOI URL |
[5] | KANG Dongju, LU Jing’an, ZHANG Zijian, et al. Fine-grained gas hydrate reservoir properties estimated from well logs and lab measurements at the Shenhu gas hydrate production test site, the northern slope of the South China sea[J]. Marine and Petroleum Geology, 2020, 122:1-5. |
[6] | QIN Xuwen, LU Jing’an, LU Hailong, et al. Coexistence of natural gas hydrate, free gas and water in the gas hydrate system in the Shenhu Area, South China Sea[J]. China Geology, 2020, 3(2):210-220. |
[7] |
QIAN Jin, WANG Xiujuan, COLLETT T S, et al. Downhole log evidence for the coexistence of structure II gas hydrate and free gas below the bottom simulating reflector in the South China Sea[J]. Marine and Petroleum Geology, 2018, 98:662-674.
DOI URL |
[8] |
LEE M W. Elastic velocities of partially gas-saturated unconsolidated sediments[J]. Marine and Petroleum Geology, 2004, 21(6):641-650.
DOI URL |
[9] | 孙建孟, 罗红, 焦滔, 等. 天然气水合物储层参数测井评价综述[J]. 地球物理学进展, 2018, 33(2):715-723. |
[10] | 钟广法, 张迪, 赵峦啸. 大洋钻探天然气水合物储层测井评价研究进展[J]. 天然气工业, 2020, 40(8):25-44. |
[11] |
LI Jinfa, YE Jianliang, QIN Xuwen, et al. The first offshore natural gas hydrate production test in South China Sea[J]. China Geology, 2018, 1(1):5-16.
DOI URL |
[12] | YE Jianliang, QIN Xuwen, XIE Wenwei, et al. The second natural gas hydrate production test in the South China Sea[J]. China Geology, 2020, 3(2):197-209. |
[13] | 张伟, 梁金强, 陆敬安, 等. 中国南海北部神狐海域高饱和度天然气水合物成藏特征及机制[J]. 石油勘探与开发, 2017, 44(5):1-11. |
[14] | 杨承志, 罗坤文, 梁金强, 等. 南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制[J]. 天然气工业, 2020, 40(8):68-76. |
[15] | 何家雄, 陈胜红, 马文宏, 等. 南海东北部珠江口盆地成生演化与油气运聚成藏规律[J]. 中国地质, 2012, 39(1):106-118. |
[16] | 龚跃华, 杨胜雄, 王宏斌, 等. 南海北部神狐海域天然气水合物成藏特征[J]. 现代地质, 2009, 23(2):210-216. |
[17] | 何家雄, 卢振权, 张伟, 等. 南海北部珠江口盆地深水区天然气水合物成因类型及成矿成藏模式[J]. 现代地质, 2015, 29(5):1024-1034. |
[18] | 苏丕波, 梁金强, 沙志彬, 等. 神狐深水海域天然气水合物成藏的气源条件[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2014, 36(2):1-8. |
[19] | 苏丕波, 梁金强, 张子健, 等. 神狐海域扩散型水合物在地震反射剖面上的“亮点”与“暗点”分析[J]. 地学前缘, 2017, 24(4): 51-56. |
[20] | 苏丕波, 梁金强, 张伟, 等. 南海北部神狐海域天然气水合物成藏系统[J]. 天然气工业, 2020, 40(8):77-89. |
[21] | YANG Shengxiong, LIANG Jinqiang, LU Jing’an, et al. Petrophysical evaluation of gas hydrate in Shenhu area, China[M]//The 23rd Formation Evaluation Symposium of Japan. China:Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology. Kyushu: Japan Kyushu University, 2017:1. |
[22] | 郭依群, 杨胜雄, 梁金强, 等. 南海北部神狐海域高饱和度天然气水合物分布特征[J]. 地学前缘, 2017, 24(4):24-31. |
[23] | 杨胜雄, 梁金强, 陆敬安, 等. 南海北部神狐海域天然气水合物成藏特征及主控因素新认识[J]. 地学前缘, 2017, 24(4):1-14. |
[24] |
COLLETT T S, LEE M W, ZYRIANOVA M V, et al. Gulf of Mexico Gas Hydrate Joint Industry Project Leg II: logging-while-drilling data acquisition and analysis[J]. Marine and Petroleum Geology, 2012, 34(1):41-61.
DOI URL |
[25] | 宁伏龙, 刘力, 李实, 等. 天然气水合物储层测井评价及其影响因素[J]. 石油学报, 2013, 34(3):591-606. |
[26] | 楚泽涵, 黄隆基, 高杰, 等. 地球物理测井方法与原理(上册)[M]. 北京: 石油工业出版社, 2008. |
[27] | DEGRANGE J M, GRIFFITHS R. Formation evaluation-while-drilling technology improves data delivery[J]. Journal of Petroleum Technology, 2013, 65(7):36-38. |
[28] | 康冬菊, 梁金强, 匡增桂, 等. 元素俘获能谱测井在神狐海域天然气水合物储层评价中的应用[J]. 天然气工业, 2018, 38(12):54-60. |
[29] | 张锋, 刘军涛, 冀秀文, 等. 地层元素测井技术最新进展及其应用[J]. 同位素, 2011, 24(增刊): 21-28. |
[30] | 康晓楠, 肖承文, 信毅, 等. 元素俘获测井在库车深层致密砂岩中的应用[J]. 测井技术, 2017, 41(3):331-335. |
[31] | ARPS J J. The effect of temperature on the density and electrical resistivity of sodium chloride solutions[J]. Journal of Petroleum Technology, 1953, 5(10):17-20. |
[32] | 雍世和, 张超谟. 测井数据处理与综合解释[M]. 东营: 中国石油大学出版社, 2002. |
[33] |
ARCHIE G E. The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics[J]. Transactions of AIME, 1942, 146: 54-62.
DOI URL |
[34] | 洪有密. 测井原理与综合解释[M]. 东营: 中国石油大学出版社, 2007. |
[35] |
PEARSON C F, HALLECK P M, MCGUIRE P L, et al. Natural gas hydrate deposits: a review of in situ properties[J]. The Journal of Physical Chemistry, 1983, 87(21):4180-4185.
DOI URL |
[36] |
WANG X, WU S, LEE M, et al. Gas hydrate saturation from acoustic impedance and resistivity logs in the Shenhu area, South China Sea[J]. Marine and Petroleum Geology, 2011, 28(9):1625-1633.
DOI URL |
[37] |
LEE M W, COLLETT T S. In-situ gas hydrate saturation estimated from various well logs at the Mount Elbert Gas Hydrate Stratigraphic Test Well, Alaska North Slope[J]. Marine and Petroleum Geology, 2011, 28(2):439-449.
DOI URL |
[38] | MALINVERNO A, KASTNER M, TORRES M E, et al. Gas hydrate occurrence from pore water chlorinity and downhole logs in a transect across the northern Cascadia margin (Integrated Ocean Drilling Program Expedition 311)[J]. Journal of Geophysical Research, 2008, 113(8): B08103. |
[39] | 党世英. 运用二元线性回归计算晋华宫煤的发热量[J]. 煤质技术, 2019(2):55-57. |
[1] | 蒙嘉琪, 王志猛, 贾三石, 付建飞, 张岩松. 基于地球物理技术圈定沉积变质型富铁矿体: 辽宁鞍山齐大山铁矿例析[J]. 现代地质, 2024, 38(01): 87-97. |
[2] | 胡子奇, 张德贤, 刘磊. 束斑直径和能量密度对锆石U-Pb定年准确度的影响研究[J]. 现代地质, 2023, 37(03): 722-732. |
[3] | 尚彦军, 金维浚, 伊学涛, 姜东廷, HASAN Muhammad. 高密度电法电性结构揭示天山天池堆积坝体厚度及其阻渗稳水功能分析[J]. 现代地质, 2023, 37(01): 31-39. |
[4] | 王斌, 任涛, 宋伊圩, 杨可, 王占彬, 孙亚柯. 西秦岭常家山地区水系沉积物地球化学特征及其地质意义[J]. 现代地质, 2022, 36(03): 911-922. |
[5] | 李春亮, 王翔, 张炜, 曲正钢, 杨菁, 张君. 黄土高原西段表层土壤有机碳储量及时空变化规律[J]. 现代地质, 2022, 36(02): 655-661. |
[6] | 张立, 金晶泽, 姜侠, 毛龙, 崔玉军, 李瑛, 王恩宝. 1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层土壤有机碳变化及固碳潜力估算[J]. 现代地质, 2021, 35(04): 914-922. |
[7] | 刘国栋, 戴慧敏, 杨泽, 许江, 张一鹤, 魏明辉. 三江平原土壤碳库时空变化和影响因素研究[J]. 现代地质, 2021, 35(02): 443-454. |
[8] | 蒋德鑫, 姜鹍鹏, 张贺, 姜正龙. 西北太平洋边缘海热流特征研究[J]. 现代地质, 2020, 34(01): 117-129. |
[9] | 代杰瑞, 庞绪贵, 董健, 王增辉, 喻超. 山东省土壤有机碳库及其时空变化特征[J]. 现代地质, 2017, 31(02): 386-393. |
[10] | 贺灵,孙彬彬,周国华,曾道明,刘占元. 浙中丘陵盆地区1∶5万土地质量地球化学调查方法研究[J]. 现代地质, 2016, 30(6): 1285-1293. |
[11] | 王亮,龙超林,刘义. 黔西南隐伏岩体圈定与金矿物源探讨[J]. 现代地质, 2015, 29(3): 702-712. |
[12] | 苏永军,马震,孟利山,梁建刚,张国利,李建国,滕菲. 高密度电阻率法和激发极化法在抗旱找水定井位中的应用[J]. 现代地质, 2015, 29(2): 265-271. |
[13] | 钟聪, 杨忠芳, 夏学齐, 侯青叶, 姜伟. 青海省土壤有机碳储量估算及其源汇因素分析[J]. 现代地质, 2012, 26(5): 896-909. |
[14] | 傅野思, 夏学齐, 杨忠芳, 李娟. 内蒙古自治区土壤有机碳库储量及分布特征[J]. 现代地质, 2012, 26(5): 886-895. |
[15] | 张艳, 牛滨华, 孙春岩, 郭继亮, 孙逊. 基于典型饱水砂岩样品的多维空间多元统计密度反演方法[J]. 现代地质, 2011, 25(6): 1174-1179. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||