Geoscience ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (01): 202-211.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.173
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HU Gaowei1,2(), WU Nengyou1,2(
), LI Qi1,2, BAI Chenyang1,2, WAN Yizhao1, HUANG Li1, WANG Daigang3, LI Yanlong1, CHEN Qiang1
Received:
2021-10-01
Revised:
2021-12-09
Online:
2022-02-10
Published:
2022-03-08
Contact:
WU Nengyou
CLC Number:
HU Gaowei, WU Nengyou, LI Qi, BAI Chenyang, WAN Yizhao, HUANG Li, WANG Daigang, LI Yanlong, CHEN Qiang. Quantitative Method for Selecting Marine Natural Gas Hydrate Production Test Targets[J]. Geoscience, 2022, 36(01): 202-211.
年度 | 位置 | 储层 | 方法 | 生产时间 | 产气量/ m3 |
---|---|---|---|---|---|
2002 | 加拿大麦肯齐三角洲 | 多年冻土区 砂砾层水合物 | 注热 | 5天 | 463 |
2007 | 降压 | 12.5小时 | 830 | ||
2008 | 降压 | 6天 | 13 000 | ||
2012 | 美国阿拉斯加北坡 | 多年冻土区砂砾层水合物 | 置换+降压 | 1个月 | 24 000 |
2013 | 日本南海海槽 | 海洋沉积物中粗砂质水合物 | 降压 | 6天 | 119 000 |
2017 | 日本南海海槽 | 海洋沉积物中粗砂质水合物 | 降压 | 12天 | 35 000 |
2017 | 日本南海海槽 | 海洋沉积物中粗砂质水合物 | 降压 | 24天 | 200 000 |
2017 | 中国南海神狐海域 | 粉砂质黏土/黏土质粉砂水合物 | 降压 | 60天 | 309 000 |
2020 | 中国南海神狐海域 | 粉砂质黏土/黏土质粉砂水合物 | 降压+水平井 | 30天 | 861 400 |
Table 1 Overview of the field hydrate production trials worldwide
年度 | 位置 | 储层 | 方法 | 生产时间 | 产气量/ m3 |
---|---|---|---|---|---|
2002 | 加拿大麦肯齐三角洲 | 多年冻土区 砂砾层水合物 | 注热 | 5天 | 463 |
2007 | 降压 | 12.5小时 | 830 | ||
2008 | 降压 | 6天 | 13 000 | ||
2012 | 美国阿拉斯加北坡 | 多年冻土区砂砾层水合物 | 置换+降压 | 1个月 | 24 000 |
2013 | 日本南海海槽 | 海洋沉积物中粗砂质水合物 | 降压 | 6天 | 119 000 |
2017 | 日本南海海槽 | 海洋沉积物中粗砂质水合物 | 降压 | 12天 | 35 000 |
2017 | 日本南海海槽 | 海洋沉积物中粗砂质水合物 | 降压 | 24天 | 200 000 |
2017 | 中国南海神狐海域 | 粉砂质黏土/黏土质粉砂水合物 | 降压 | 60天 | 309 000 |
2020 | 中国南海神狐海域 | 粉砂质黏土/黏土质粉砂水合物 | 降压+水平井 | 30天 | 861 400 |
标度 | 含义 |
---|---|
1 3 5 7 9 2、4、6、8 倒数 | 表示两个因素相比,具有相同重要性 表示两个因素相比,一个比另一个稍微重要 表示两个因素相比,一个比另一个明显重要 表示两个因素相比,一个比另一个强烈重要 表示两个因素相比,一个比另一个极其重要 上述两相邻判断的中值 因素i与j比较得到的判断wij,则因素j与i比较得到的判断wji=1/wij |
Table 2 Definition of scaling in this study [18]
标度 | 含义 |
---|---|
1 3 5 7 9 2、4、6、8 倒数 | 表示两个因素相比,具有相同重要性 表示两个因素相比,一个比另一个稍微重要 表示两个因素相比,一个比另一个明显重要 表示两个因素相比,一个比另一个强烈重要 表示两个因素相比,一个比另一个极其重要 上述两相邻判断的中值 因素i与j比较得到的判断wij,则因素j与i比较得到的判断wji=1/wij |
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
RI | 0 | 0 | 0.58 | 0.90 | 1.12 | 1.24 | 1.32 | 1.41 | 1.45 |
Table 3 Matrix of the average random consistency indicator RI
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
RI | 0 | 0 | 0.58 | 0.90 | 1.12 | 1.24 | 1.32 | 1.41 | 1.45 |
水平 | 孔隙 度/% | 饱和 度/% | 渗透率 /10-3μm2 | 储层厚 度/m | 压力 /MPa | 温度 /K |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 50 | 10 | 128 | 50 | 31.16 | 284.19 |
2 | 39 | 68 | 1 000 | 40 | 8.60 | 283.35 |
3 | 35 | 67 | 500 | 11 | 29.29 | 293.45 |
4 | 60 | 38 | 10 | 38 | 10.79 | 284.386 |
5 | 40 | 30 | 5 | 25 | 13.38 | 287.30 |
Table 4 Values of the influential geologic factors based on major marine hydrate deposits worldwide[21]
水平 | 孔隙 度/% | 饱和 度/% | 渗透率 /10-3μm2 | 储层厚 度/m | 压力 /MPa | 温度 /K |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 50 | 10 | 128 | 50 | 31.16 | 284.19 |
2 | 39 | 68 | 1 000 | 40 | 8.60 | 283.35 |
3 | 35 | 67 | 500 | 11 | 29.29 | 293.45 |
4 | 60 | 38 | 10 | 38 | 10.79 | 284.386 |
5 | 40 | 30 | 5 | 25 | 13.38 | 287.30 |
组合 | 影响因素 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
孔隙 度/% | 饱和 度/% | 渗透率 /10-3μm2 | 层厚 /m | 压力 /MPa | 温度 /K | |
1 | 50 | 10 | 128 | 50 | 31.16 | 284.19 |
2 | 50 | 68 | 1 000 | 40 | 8.60 | 283.35 |
3 | 50 | 67 | 500 | 11 | 29.29 | 293.45 |
4 | 50 | 38 | 10 | 38 | 10.79 | 284.386 |
5 | 50 | 30 | 5 | 25 | 13.38 | 287.3 |
6 | 39 | 68 | 500 | 38 | 13.38 | 284.19 |
7 | 39 | 67 | 10 | 25 | 31.16 | 283.35 |
8 | 39 | 30 | 128 | 40 | 29.29 | 284.386 |
9 | 35 | 68 | 10 | 50 | 29.29 | 287.3 |
10 | 35 | 67 | 5 | 40 | 10.79 | 284.19 |
11 | 35 | 38 | 128 | 11 | 13.38 | 283.35 |
12 | 35 | 30 | 1 000 | 38 | 31.16 | 293.45 |
13 | 60 | 68 | 5 | 11 | 31.16 | 284.386 |
14 | 60 | 38 | 1 000 | 25 | 29.29 | 284.19 |
15 | 60 | 30 | 500 | 50 | 10.79 | 283.35 |
16 | 40 | 10 | 5 | 38 | 29.29 | 283.35 |
17 | 40 | 67 | 1 000 | 50 | 13.38 | 284.386 |
18 | 40 | 38 | 500 | 40 | 31.16 | 287.3 |
Table 5 Representative geologic condition assemblages [21]
组合 | 影响因素 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
孔隙 度/% | 饱和 度/% | 渗透率 /10-3μm2 | 层厚 /m | 压力 /MPa | 温度 /K | |
1 | 50 | 10 | 128 | 50 | 31.16 | 284.19 |
2 | 50 | 68 | 1 000 | 40 | 8.60 | 283.35 |
3 | 50 | 67 | 500 | 11 | 29.29 | 293.45 |
4 | 50 | 38 | 10 | 38 | 10.79 | 284.386 |
5 | 50 | 30 | 5 | 25 | 13.38 | 287.3 |
6 | 39 | 68 | 500 | 38 | 13.38 | 284.19 |
7 | 39 | 67 | 10 | 25 | 31.16 | 283.35 |
8 | 39 | 30 | 128 | 40 | 29.29 | 284.386 |
9 | 35 | 68 | 10 | 50 | 29.29 | 287.3 |
10 | 35 | 67 | 5 | 40 | 10.79 | 284.19 |
11 | 35 | 38 | 128 | 11 | 13.38 | 283.35 |
12 | 35 | 30 | 1 000 | 38 | 31.16 | 293.45 |
13 | 60 | 68 | 5 | 11 | 31.16 | 284.386 |
14 | 60 | 38 | 1 000 | 25 | 29.29 | 284.19 |
15 | 60 | 30 | 500 | 50 | 10.79 | 283.35 |
16 | 40 | 10 | 5 | 38 | 29.29 | 283.35 |
17 | 40 | 67 | 1 000 | 50 | 13.38 | 284.386 |
18 | 40 | 38 | 500 | 40 | 31.16 | 287.3 |
影响 因素 | 孔隙 度 | 渗透 率 | 饱和 度 | 储层 厚度 | 温度 | 压力 | 权重 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
孔隙度 | 1 | 1/7 | 1/3 | 1/4 | 1/5 | 1/2 | 0.040 7 |
渗透率 | 7 | 1 | 3 | 4 | 2 | 6 | 0.396 1 |
饱和度 | 3 | 1/3 | 1 | 1/2 | 1/3 | 2 | 0.104 2 |
储层厚度 | 4 | 1/4 | 2 | 1 | 1/2 | 3 | 0.150 2 |
初始温度 | 5 | 1/2 | 3 | 2 | 1 | 4 | 0.247 5 |
初始压力 | 2 | 1/6 | 1/2 | 1/3 | 1/4 | 1 | 0.061 3 |
Table 6 Evaluation matrix of geological factors for cumulative gas production
影响 因素 | 孔隙 度 | 渗透 率 | 饱和 度 | 储层 厚度 | 温度 | 压力 | 权重 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
孔隙度 | 1 | 1/7 | 1/3 | 1/4 | 1/5 | 1/2 | 0.040 7 |
渗透率 | 7 | 1 | 3 | 4 | 2 | 6 | 0.396 1 |
饱和度 | 3 | 1/3 | 1 | 1/2 | 1/3 | 2 | 0.104 2 |
储层厚度 | 4 | 1/4 | 2 | 1 | 1/2 | 3 | 0.150 2 |
初始温度 | 5 | 1/2 | 3 | 2 | 1 | 4 | 0.247 5 |
初始压力 | 2 | 1/6 | 1/2 | 1/3 | 1/4 | 1 | 0.061 3 |
影响因素 | 水深 | 海底 坡度 | 储层 强度 | 上覆层 厚度 | 权重 |
---|---|---|---|---|---|
水深 | 1 | 1/3 | 1/5 | 1/7 | 0.055 0 |
海底坡度 | 3 | 1 | 1/3 | 1/5 | 0.117 8 |
储层强度 | 5 | 3 | 1 | 1/3 | 0.263 4 |
上覆层厚度 | 7 | 5 | 3 | 1 | 0.563 8 |
Table 7 Matrix of engineering factor weight calculation
影响因素 | 水深 | 海底 坡度 | 储层 强度 | 上覆层 厚度 | 权重 |
---|---|---|---|---|---|
水深 | 1 | 1/3 | 1/5 | 1/7 | 0.055 0 |
海底坡度 | 3 | 1 | 1/3 | 1/5 | 0.117 8 |
储层强度 | 5 | 3 | 1 | 1/3 | 0.263 4 |
上覆层厚度 | 7 | 5 | 3 | 1 | 0.563 8 |
影响因素 | 工程 | 地质因素 | 权重 |
---|---|---|---|
工程因素 | 1 | 1 | 0.5 |
地质因素 | 1 | 1 | 0.5 |
Table 8 Two sovereign recalculation judgement matrices of the engineering and geological factors
影响因素 | 工程 | 地质因素 | 权重 |
---|---|---|---|
工程因素 | 1 | 1 | 0.5 |
地质因素 | 1 | 1 | 0.5 |
主因素 | 主因素权重 | 次因素 | 次因素权重 | 最终权重 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
地质 因素 | 0.5 | 孔隙度 | 0.040 7 | 0.020 35 | ||
渗透率 | 0.396 1 | 0.198 05 | ||||
饱和度 | 0.104 2 | 0.052 10 | ||||
储层厚度 | 0.150 2 | 0.075 10 | ||||
初始温度 | 0.247 5 | 0.123 75 | ||||
初始压力 | 0.061 3 | 0.030 65 | ||||
工程 因素 | 0.5 | 水深 | 0.055 0 | 0.027 50 | ||
海底坡度 | 0.117 8 | 0.058 90 | ||||
储层强度 | 0.263 4 | 0.131 70 | ||||
上覆层厚度 | 0.563 8 | 0.281 90 |
Table 9 Results of final weight calculation
主因素 | 主因素权重 | 次因素 | 次因素权重 | 最终权重 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
地质 因素 | 0.5 | 孔隙度 | 0.040 7 | 0.020 35 | ||
渗透率 | 0.396 1 | 0.198 05 | ||||
饱和度 | 0.104 2 | 0.052 10 | ||||
储层厚度 | 0.150 2 | 0.075 10 | ||||
初始温度 | 0.247 5 | 0.123 75 | ||||
初始压力 | 0.061 3 | 0.030 65 | ||||
工程 因素 | 0.5 | 水深 | 0.055 0 | 0.027 50 | ||
海底坡度 | 0.117 8 | 0.058 90 | ||||
储层强度 | 0.263 4 | 0.131 70 | ||||
上覆层厚度 | 0.563 8 | 0.281 90 |
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Abstract |
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