天然气水合物的测井评价方法综述

地球物理测井作为一种重要的资源评价方法,在天然气水合物储层准确识别和精细定量评价中发挥着重要作用,并且随着以勘探天然气水合物为目的的钻井增多,日益受到重视。基于国内外地球物理测井技术在天然气水合物勘探中的应用,综述各种定性识别和定量评价天然气水合物储层的地球物理测井方法和技术,对地球物理测井方法进行全面了解和研究,有助于未来逐步探明天然气水合物的赋存情况,为今后对其进行合理开发打下基础,进而为国家建设提供充足的能源支撑。着重介绍了不同地球物理测井技术在天然气水合物储层定性识别和定量评价中的应用,并分析储层评价过程中的难点,展望今后的研究方向、思路和应用前景。     

天然气水合物储层测井评价及其影响因素

天然气水合物储层准确识别和精细定量评价是自然界水合物开发利用和环境影响研究的基础,而地球物理测井则是除地震和钻探取心外最有效的原位识别和评价方法。电阻率和声波测井是最早应用于水合物储层识别的井内地球物理方法,由于具有较高的准确性和可靠性,二者仍是目前水合物测井的主要方式,并不断衍生出新的技术,如环电阻率、方向电阻率、多极声波测井等;同时,其他如井内成像、密度、电磁波、核磁共振等测井方法也被综合用于识别水合物储层。经过最近20年的发展,水合物系统测井方法已从单一的测井识别发展到运用各种先进的随钻和电缆测井评价复杂地质条件下水合物储层物性的阶段,初步建立了一套基于常规油气系统的水合物系统测井评价理论体系。该套体系对均质孔隙填充型砂质水合物储层具有较好的适用性,但对于非均质性泥质储层(如裂隙、薄层、互层、富泥质)及胶结或骨架支撑形式的水合物储层应用会产生较大的误差。此外,钻井过程中井眼冲蚀和钻井液侵入等外部因素也会影响水合物测井识别和评价结果。通过了解不同测井方法及其最新的研究进展,认为未来水合物测井技术的发展应侧重提高水合物地层识别和评价的准确性,开发复杂条件下水合物储层岩石物理模型,并综合利用地震、测井、岩心分析等方法修正所建立的岩石物理模型和校正实际的测井结果。     

大洋钻探天然气水合物储层测井评价研究进展

国际科学大洋钻探计划自1970年首次在布莱克海脊钻遇天然气水合物(以下简称水合物)以来,迄今已在全球三大洋(太平洋、大西洋、印度洋)的大陆边缘总共53个站位钻遇了水合物,采集了大量的地球物理测井资料,为理解水合物及其宿主沉积物原位特性提供了关键信息。水合物所具有的不导电、低密度、高声波速度、高含氢量等特性,为根据测井资料识别水合物并预测其分布提供了重要的依据。目前已提出的一系列根据测井资料估算水合物饱和度的方法,主要包括阿尔奇公式、密度—核磁共振测井联合、各种形式的三相声波方程以及基于不同岩石物理模型的弹性波速度模拟等方法。海底水合物具有明显的非均质分布特性,主要表现在水合物分布对宿主沉积物岩性的选择性以及在相同岩性宿主沉积物内部对成核部位的选择性上。尽管测井资料在评价水合物分布的非均质性、推断水合物生长习性方面已经得到了初步应用,但仍然存在着一些不足:①大洋钻探水合物测井解释中所依赖的地层模型还是过于简单,大多数都是两组分或三组分模型;②高分辨率随钻测井资料的应用还很有限;③测井解释与岩心地质研究的结合还不够紧密。结论认为,将水合物与宿主沉积物视为一个整体,基于更为复杂的地层模型,在岩心标定的基础上,依据多种高分辨率随钻测井资料,联合反演地层的岩性组分、孔隙度和水合物饱和度,或许是未来水合物储层测井评价发展的一个重要方向。     

大洋钻探天然气水合物储层测井评价研究进展

国际科学大洋钻探计划自1970年首次在布莱克海脊钻遇天然气水合物（以下简称水合物）以来，迄今已在全球三大洋（太平洋、大西洋、印度洋）的大陆边缘总共53个站位钻遇了水合物，采集了大量的地球物理测井资料，为理解水合物及其宿主沉积物原位特性提供了关键信息。水合物所具有的不导电、低密度、高声波速度、高含氢量等特性，为根据测井资料识别水合物并预测其分布提供了重要的依据。目前已提出的一系列根据测井资料估算水合物饱和度的方法，主要包括阿尔奇公式、密度—核磁共振测井联合、各种形式的三相声波方程以及基于不同岩石物理模型的弹性波速度模拟等方法。海底水合物具有明显的非均质分布特性，主要表现在水合物分布对宿主沉积物岩性的选择性以及在相同岩性宿主沉积物内部对成核部位的选择性上。尽管测井资料在评价水合物分布的非均质性、推断水合物生长习性方面已经得到了初步应用，但仍然存在着一些不足：①大洋钻探水合物测井解释中所依赖的地层模型还是过于简单，大多数都是两组分或三组分模型；②高分辨率随钻测井资料的应用还很有限；③测井解释与岩心地质研究的结合还不够紧密。结论认为，将水合物与宿主沉积物视为一个整体，基于更为复杂的地层模型，在岩心标定的基础上，依据多种高分辨率随钻测井资料，联合反演地层的岩性组分、孔隙度和水合物饱和度，或许是未来水合物储层测井评价发展的一个重要方向。     

南海神狐海域天然气水合物储层参数测井评价

南海北部神狐海域经历了复杂的构造演化过程,断裂发育,该区天然气水合物的垂向分布具有明显的不连续性和不均匀性。利用测井资料计算地层孔隙度和水合物储层饱和度等参数,对深入研究储层水合物分布特征、储层优选等具有重要意义。基于电阻率和声波测井等资料,讨论了地层孔隙度的几种计算和修正方法,并在此基础上对南海神狐海域SH2井水合物饱和度做了探讨和定量评价。结果表明:考虑泥质含量和井径变化等因素的影响,要对密度法计算的孔隙度进行适当修正;含泥质修正的电阻率法能较准确地预测水合物饱和度;不同的岩石物理模型影响饱和度的计算结果,四相介质Wood方程和等效介质理论各有优势和不足,将上述2个模型结合得到改进的Wood方程计算的水合物饱和度与通过氯离子浓度异常计算的饱和度值吻合较好。多种评价方法结果相一致可表明水合物的大致分布,由此估计沿SH2井饱和度大于20%的水合物层厚度约为22m,最大含量约为23%。     

漠河冻土区天然气水合物科学钻探MK 2孔地层岩性的测井识别

岩性识别是天然气水合物储层测井评价的基础,准确的岩性识别结果可以为天然气水合物的勘探提供可靠的依据,在寻找天然气水合物和评估天然气水合物储量方面发挥着巨大的作用。针对漠河冻土区天然气水合物科学钻探 2孔（MK 2孔）的钻探情况,利用已钻井段地层的岩心资料和常规测井资料,分别采用交会图法和支持向量机法对研究区的地层开展了岩性识别研究。结果表明：研究区内有砂岩、泥岩、石灰岩、糜棱岩和泥质板岩５种岩石,其不同岩性的测井响应差异能够定性识别岩性;自然电位与电阻率测井参数的交会,能够有效的、定量识别研究区地层的岩性;支持向量机法所建立的岩性识别模型,对研究区地层的岩性识别率可达96.67%。所建立的测井识别方法较好地解决了该区地层岩性识别问题,也为类似地区的天然气水合物地层测井评价提供了一种重要的手段。     

LS油田水平井地层评价方法研究

水平井地层评价的关键是与直井对标。受地层各向异性等影响,水平井测井响应与直井测井响应有较大差别,常规直井评价方法不能直接用于水平井地层评价,应用在直井中建立的测井解释模型需首先对水平井测井曲线进行相应校正。提出用岩石物理实验法和统计平移法对水平井声波时差曲线进行校正,用岩石物理实验法、统计平移法和电阻率重构法对水平井电阻率曲线实施校正。根据校正后的测井资料提出以直井为基准的思路,借用在直井中建立的地层评价模型计算各储层参数,进行储层流体性质识别。在LS油田水平井地层评价中应用效果好,显著改进了简单测井系列水平井测井解释。     

碳酸盐岩储层测井评价方法

碳酸盐岩储层评价不同于砂泥岩剖面的测井评价，是由于它有着不同的地质因素。其中与测井信息最密切相关的因素是地层的岩石骨架，岩石中的空隙空间结构，空隙中的流体性质及分布特征。因此它们是测井评价的地质基础。而这些地质因素对各种测井信息的影响状况，则是测井评价的物理基础。本文从测井资料在碳酸盐岩地层评价中的实际应用出发，着重讨论了碳酸盐岩地层测井数据采集、有效储层划分、储层流体性质判别、储层参数计算、测井评价技术的发展。文中给出的一个实例正是碳酸盐岩储层测井评价方法的应用。     

《测井技术》近期报道重点

正1基础研究岩石各向异性实验模拟研究、储层物性实验室研究(岩石电、声、核物理性质);数字岩心测井应用基础研究;储层数值模拟与物理模拟研究。2非常规资源测井技术非常规油气(煤层气、页岩气、致密砂岩油气、天然气、天然气水合物等)储层测井技术与解释评价及相应的测井系列与解释标准。3测井新技术随钻测井技术装备及随钻测井评价;阵列声波、阵列感应、阵列侧向、地层微电阻率全方位探测测井技     

火山岩储层测井评价技术

针对火山岩储层的地质和地球物理特征,提出了用常规测井方法评价火山岩储层的理论和方法,在充分考虑储层特征和地层非均质性的基础上,综合应用现有测井资料,采用数量统计分析方法选划分储层类型;然后分地区按不同储层类型进行统计分析,确定研究区各类储层的岩石骨架参数,再根据不同的储层类型采用不同的骨架参数进行火山夺储层参数的定量,半定量计算,应用所研制的软件对实际井资料进行了处理,取得了理想的结果。     

空间几何位置与油气饱和度的理论研究

天然气水合物是中国将要开发利用的新型清洁能源之一,世界上的科学家估计天然气水合物的世界储量是石油、天然气和煤总量的两倍。中国石油天然气总公司已向世界提出在2010年至2015年开发利用天然气水合物,而目前,天然气水合物开发的六大世界级难题之一是:如何发现和评价地下天然气水合物资源及安全开采天然气水合物的问题。而发现和评价地下天然气水合物的关键问题在于通过地球物理的方法精确计算储层中天然气水合物的饱和度、储层中的孔隙度等地质勘探和开发参数等研究。以往计算原始地层中的油气饱和度时是通过大量岩心实验或用已知大量样品回归后计算未知样品来实现的。而双源距碳氧比测井仪器的出现将提出与已往截然不同天然气水合物的饱和度的解释方法。本文通过引用双源距碳氧比测井解释的方法和原理,介绍了用多向量在岩心样品较少且实验室条件较难满足时,计算天然气水合物的饱和度的方法和途径,另外本文还利用了二维直角坐标旋转的理论对三维直角坐标进行了两次旋转,通过两次旋转将储层中含的有天然气水合物、水和岩石骨架在三种测井方法中的测井数据点构成一个三角形平面,而这个平面与特定的一个坐标轴垂直,因而,可将三维求解饱和度的问题转成二维求解的问题,从而利用了双源距碳氧比的解释方法,最终解决天然气水合物的饱和度问题。     

加拿大马更些三角洲天然气水合物物化特性和含量

天然气水合物是一种潜在的能源,对天然气水合物的地学研究和资源评价已引起了世界许多国家的重视。综述了加拿大马更些三角洲地区多年冻土层天然气水合物的地球物理和地球化学特性,总结了多年冻土层中天然气水合物的测井响应特征和资源评价方法,指出897m～1110m层段的天然气水合物平均含量为39%～37.8%,1090m处的含量高达80%。     

珠江口盆地东部海域含天然气水合物沉积层的地球物理特征

为了弄清珠江口盆地东部海域为何存在渗漏型和扩散型两种天然气水合物(以下简称水合物)类型以及其间的地球物理特征有何区别,根据钻井资料和区域地质条件,对该区地震和测井资料进行了精细分析,总结了不同水合物沉积地层的地球物理特征和构造特征。结果表明:(1)含水合物层的测井曲线具有高电阻率、高声波速度、高中子孔隙度、低补偿密度和低自然伽马值的"三高两低"的异常特征;(2)含水合物层在地震反射剖面上具有似海底反射(BSR)、振幅空白带、BSR与地层斜交及眼球状结构等特征;(3)当地震剖面上存在模糊、杂乱反射且BSR之下气烟囱发育、BSR之上有断裂通道时,通道内容易形成渗漏型水合物矿体,而BSR上面连续性较好的振幅空白带所反映的沉积地层则是扩散型水合物矿藏的主要储集层;(4)渗漏型水合物矿藏上、下两层水合物的物性特征存在着显著区别,下层水合物碳氢气体浓度较高,在断层通道内高度聚集形成块状水合物,上层水合物碳氢气体浓度下降,分布范围较广;(5)扩散型水合物由于气体容积扩散导致气体浓度下降,分布范围较大。     

天然气水合物储层测井响应特征分析

对天然气水合物储层的各种常规测井响应特征进行了分析。天然气水合物的存在导致储层的声波速度、电阻率、井径测井读数增大，密度测井读数减小。在各种测井曲线中，声波和电阻率测井曲线异常最为明显，是识别天然气水合物储层的最重要的测井曲线。     

天然气水合物储层测井响应与评价方法综述

介绍了天然气水合物的物理化学性质、形成条件及赋存模式,以及天然气水合物储层的测井响应特征和测井评价方法.自然伽马、井径、密度、中子、声波和电阻率测井在天然气水合物层段均有明显反应.电阻率与声波测井组合被认为是识别天然气水合物最有效的方法.指出现阶段测井技术对天然气水合物评价存在的困难.水合物容易富集在冻土层,高频介电测...     

中国天然气水合物赋存特征

中国陆上冻土区和海域深水区都拥有丰富的天然气水合物(以下简称水合物)资源,二者虽在同盆共生、运聚机理上有相似之处,但差异也十分明显。为了给地质—工程—环境一体化开发水合物提供准确的基础地质数据,从构造与沉积、地温、热流、地球化学、地球物理响应、赋存类型、孔渗、力学强度、饱和度等9个方面,对比分析、总结了二者在分布规律与赋存特征上的差异性。研究结果表明:①陆上冻土区水合物主要赋存于中生代地层,以热成因气为主,受断层裂隙构造控制,具有较好的圈闭条件,其储层温度、地温梯度、热流、压力表现为"四低"特征,水合物多数分布在砂岩孔隙和泥页岩裂隙中;②陆上冻土区水合物测井响应总体显示"两高两低"特征(高电阻率、高波速、低自然伽马、低密度),储层岩石力学强度高,具有低孔隙度、低渗透率和低水合物饱和度特征;③海域水合物主要赋存于新生代第四纪地层,热成因或生物成因气皆有,受泥底辟、气烟囱、断层裂隙控制,无明显圈闭,其储层温度、地温梯度、热流和压力表现为"四高"特征;④海域水合物多数分布在富含有孔虫的黏土质粉砂和粉砂质黏土中,地震反射波显示明显的BSR特征,测井响应则总体表现为"两高"特征(高视电阻率、高波速),其储层沉积物力学强度低,具有高孔隙度、低渗透率和相对较高的水合物饱和度。结论认为:①海域是中国水合物富集的主要区域,后续应突破海域水合物甜点识别与评价技术,统筹考虑整个水合物油气系统的资源禀赋特征;②应重点攻关水合物储层精细表征技术和富集矿体—储层系统的精细刻画,加强海陆联合和全球比对研究。     

Nankai断槽天然气水合物储层的渗透率估算

估算储层渗透率的各种技术已得到了较大发展。常用的方法是在实验室里测量岩心渗透率，用这个渗透率作为其它方法测量值的参考，诸如地区经验公式、地层压力测试、核磁共振测井和地球化学测井等。近几年来，天然气水合物作为一种可选择能源的利用已经有所发展，这增加了人们对含气水合物储层及其渗透率方面的研究兴趣。天然气水合物是像冰一样的固体物，是水和天然气在高压、低温的环境下形成的混合物。天然气水合物往往发现于深海的浅层沉积和北极地区的永冻层之下。到现在为止，许多天然气水合物勘探都是在深海浅层疏松的沉积岩中进行的。疏松沉积岩再加上天然气水合物稳定性的极限条件，这给渗透率估算提出了一系列独特的挑战。由于岩石通常太疏松以至于无法完整地保持孔隙空间，所以在实验室里测量岩心渗透率是困难的。除此之外，由于水合物本身的渗透率极小，几乎所有的储层原状渗透率都与非水合物孔隙空间有关。因此，任何对天然气水合物渗透率的测量，都需要考虑保持天然气水合物稳定性的原有压力和温度条件，并确信水合物中的水和天然气成分没有开始分解。在这篇文章中，作者回顾了用大量测井曲线和岩心数据资料推导出在Nankai断槽浅海中含气水合物地层渗透率的方法。讨论的关键问题是一些独一无二的岩心实验、在套管中的地层压力测试以及从测井资料中推导出的渗透率公式。     

低渗透砂岩油藏地球化学-测井综合评价--以商河油田基山砂岩油藏为例

低渗透砂岩油藏因其孔隙结构复杂，利用常规方法进行油水层识别和储层评价难度较大。地球化学技术可以直接分析储层样品的流体特征，测井技术特别是核磁共振测井能够提供更为丰富的储层响应特征。以商河油田基山砂岩油藏为例，介绍了以地质为主线，地球化学与地球物理测井相结合，从孔隙结构入手，利用多种资料和手段进行综合研究、评价低渗透砂岩油藏的方法，并在基山砂岩油藏储层的实际评价中取得了较好的效果。     

地层评价与测井技术新进展——第55届SPWLA年会综述

以第55届岩石物理学家和测井分析家协会(SPWLA)年会100篇学术交流论文和新技术产品展示为基础,通过归纳分析,对近一年来地层评价及测井技术最新的研究和进展,包括碳酸盐岩储层评价、常规和非常规储层评价、数字岩石物理及基础理论研究、大斜度/水平井测井评价、随钻测井及地层测试技术等进行了介绍与总结,在此基础上对中国测井科研生产工作提出了认识和建议。     

南海北部天然气水合物成矿区的地球物理异常特征

以南中国海北部天然气水合物勘探区的实际地球物理资料为依据,探讨了天然气水合物矿区的地震反射异常特征、地球物理测井异常特征、地热特征及其之间的关系。研究结果表明,常规地震剖面结合叠后地震属性剖面解释能够有效识别水合物成矿带;水合物声波速度、电阻率与密度等测井曲线的组合分析是判断水合物层赋存的有效途径;通过地震、测井及地热等多种地球物理特征联合分析与融合,能够优化、集成有效的地球物理技术,提高天然气水合物识别的有效性,形成可靠的水合物矿藏预测技术方法。