第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

248 / 2021-06-17 14:59:43

南海北部神狐海域天然气水合物储层沉积物地质力学特征

天然气水合物；抗剪强度；各向异性；保压岩心

天然气水合物理论与技术

了解天然气水合物储层的原位地质力学特征对于水合物钻井、储层改造及开采方案设计、地质灾害预防和环境效应评估至关重要，也是开发利用水合物资源的基础。2016年广州海洋地质调查在南海北部开展了第四次天然气水合物钻探，查明了研究区水合物储层的有效应力，钻获了水合物保压岩心样品。原位CPT测试结果表明研究区水合物储层有效应力为700-800kPa。在原位应力条件下，利用船载的多传感器测量仪、保压岩心分析转移测试系统（PCATS）和PCATS三轴测试系统测量了水合物保压样品的水合物饱和度、渗透率和抗剪强度, 探讨了水合物储层渗透率和水合物饱和度的分布特征及对应关系，并着重分析了有效应力及水合物饱和度对含水合物泥质粉砂沉积物抗剪强度的影响，以及含水合物沉积物的应力应变特征。结果表明：研究区水合物饱和度介于0.7%-55%之间，渗透率主要分布于10^-3-10^-1 mD之间，属低渗水合物储层，水合物饱和度和渗透率在横向和竖向上均存在明显的各向异性。含水合物沉积物的不排水抗剪强度为0.24-0.52 MPa，水合物储层抗剪强度较低，且对有效应力的变化响应更敏感。当偏应力持续增加时，沉积物内部可能会产生微裂缝，导致含水合物沉积物强度激变，因此，水合物长期开采过程中，需要考虑储层微裂缝的工程安全的影响。