天然气水合物储层物性模拟实验研究

论文摘要

天然气水合物储层物性研究是水合物开发的一个重要环节。水合物在形成过程中会对储层岩石性质产生影响,进而引起储层声波速度、电阻率和渗透率等相关参数的改变。本论文实验测量了不同水合物饱和度下模拟储层的相关物性参数,并对水合物的影响进行解释。论文所采用的实验设备设计有胶套和活塞,可以更加真实的模拟原地水合物储层的围压和上覆岩层压力。在储层声波速度测量实验中,随水合物的生成,模拟储层的声波速度增大而声波幅度的衰减减小。实验表明,水合物在体积充填和胶结作用两方面对储层声波速度的增加产生影响。在威利方程中添加水合物胶结作用项,用以描述声波速度在含水合物沉积层中的传播规律。威利方程修正式对模拟水合物储层的声波速度实验结果拟合较好。论文实验测量了水合物形成过程中储层电阻率变化,指出水合物生成过程中的驱盐效应和堵塞作用改变孔隙流体的矿化度和流动性,从而影响水合物沉积层的电阻率。根据实验结果,论文提出水合物储层电阻率与水合物饱和度之间经验模型。同时,论文指出,水合物的非流动性以及胶结作用改变了阿尔奇公式中的解释参数。论文进行了储层渗透率实验的测量,得到水合物饱和度与储层渗透率之间的关系,验证了指数公式对水合物沉积层中的适用性。最后论文提出传统油气层物性解释中的相关经验公式在水合物地层中的应用应进行必要的验证或修正,以达到更好的应用效果。本论文所得到的实验数据和结论能够给水合物沉积层物性解释提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 天然气水合物研究现状
• 1.3 论文研究内容及技术路线
• 第2章 天然气水合物形成与储层物性
• 2.1 水合物形成的温压条件
• 2.2 天然气水合物稳定域
• 2.3 天然气水合物的气源条件分析
• 2.3.1 生物成因烃类
• 2.3.2 热成因气体
• 2.4 天然气水合物储层沉积物特征
• 2.5 天然气水合物储层特点
• 第3章 实验仪器及设备
• 3.1 实验设备介绍
• 3.1.1 实验设备简介
• 3.1.2 实验系统介绍
• 3.1.3 实验材料
• 3.2 实验设备设计特点
• 第4章 甲烷水合物室内合成
• 4.1 甲烷水合物合成步骤
• 4.2 水合物饱和度确定
• 4.3 甲烷水合物形成特征
• 4.3.1 压力特征
• 4.3.2 温度特征
• 4.3.3 P-T 曲线特征
• 第5章 水合物地层声速特性实验研究
• 5.1 含水合物沉积层声波速度实验
• 5.1.1 声波速度测量及计算
• 5.1.2 水合物生成过程中声波速度变化
• 5.1.3 水合物饱和度与声波速度关系实验结果
• 5.2 天然气水合物对沉积层的影响
• 5.3 声波速度与水合物饱和度关系模型
• 5.4 威利时均方程在含水合物沉积层的应用
• 5.5 威利时均方程修正式
• 5.5.1 威利时均方程修正原理
• 5.5.2 威利方程修正式对实验数据的拟合
• 5.5.3 威利方程修正式的意义
• 第6章 水合物沉积层电阻特性研究
• 6.1 水合物沉积层电阻率测量方法
• 6.2 水合物生成过程中储层电阻率变化
• 6.2.1 水合物生成过程中储层电阻率变化曲线
• 6.2.2 水合物生成过程对储层电阻率影响机理
• 6.2.3 水合物生成过程中孔隙内流体矿化度变化
• 6.3 储层电阻率与水合物饱和度关系实验
• 6.4 阿尔奇公式在水合物地层中的应用
• 6.4.1 阿尔奇公式
• 6.4.2 阿尔奇公式对实验数据的拟合
• 6.4.3 结果与讨论
• 第7章 水合物储层渗透率与饱和度关系实验
• 7.1 实验方案及步骤
• 7.1.1 实验设备
• 7.1.2 实验步骤及过程
• 7.2 实验结果及讨论
• 7.3 储层渗透率与水合物饱和度关系模型
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢