一种可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法技术

本发明专利技术公开一种可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法，以实现不同含量含水合物储层的室内精准制备，首先测试沉积物密度与孔隙度，通过对沉积物样品的多次注水

【技术实现步骤摘要】
一种可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法


[0001]本专利技术属于服务天然气水合物资源开发的室内实验模拟领域，具体涉及一种可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法
。

技术介绍

[0002]全球水合物钻探取芯航次结果表明，在不同赋存区域内，水合物的产出形态
、
饱和度
、
水合物热稳定条件等特征均不尽相同
。
针对孔隙充填型水合物类型，水合物于孔隙内可呈悬浮态
、
与沉积物骨架接触或者作为沉积物骨架的组成部分三种形式存在
。
无论以哪种形式，水合物均可以作为孔隙空间的一部分
。
水合物含量占总体孔隙空间的比率，被定义为水合物饱和度，它是影响水合物储藏资源量和水合物储层开发过程中影响孔隙通道流动能力
、
有效渗透率的关键参数
。
[0003]为探究水合物含量对分解过程中产气
、
产水的影响规律，为水合物开发过程中的靶区选址
、
提产增产设计提供支撑，需要在实验室内有针对性地制备精准水合物饱和度的含水合物储层，以模拟实际的水合物分解情况
。
特别是，在不同沉积物类型
、
不同埋深
、
不同温度
、
压力条件下不同水合物饱和度的制备，而现有技术中，并不存在相关的不同水合物饱和度的含水合物储层制备方案，基于该背景，亟待提出一种完全可控的解决方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决现有技术中存在的缺陷，提出一种可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法，以有效制备任意水合物饱和度的水合物储层，为分析含水合物系统分解过程中的动态显热变化提供有效支撑
。
[0005]本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤
A、
针对某沉积物样品
A
，测试其沉积物密度
ρ
s
与孔隙度
[0007](1)
在量程
V
L
的量桶
/
量杯内逐步多次加入沉积物样品
A
，直至沉积物样品
A
的体积达量筒
V
L0
刻度，
V
L0
＞
1/2V
L
，计量加入的沉积物样品
A
质量
m
A0
；
[0008](2)
利用高精度移液枪采用少量多次的方式注入去离子体水，并在每次注入后静置若干小时，通过反复多次操作，使注入去离子体水液面刚好达量筒
V
L0
刻度，记录此时累计去离子体水注入量
m
w0
；则有：
[0009]沉积物样品
A
的密度
[0010]沉积物样品
A
的孔隙度
[0011]步骤
B、
基于沉积物样品
A
，在温度
T3条件下，制备水合物饱和度为
S
h0
的含水合物储层，具体包括：
[0012]步骤
B1、
在容积为
V
r0
的反应釜内，分次逐步填实
、
填满沉积物样品
A
，记录填满后所用沉积物量
m
A1
；并计算此时反应釜充满沉积物样品
A
后的孔隙体积
V
P0
；
[0013]步骤
B2、
将步骤
B1
填满沉积物样品
A
后的反应釜温度稳定在任意恒定温度
T1条件下，并往该反应釜内连续
、
稳定地注入甲烷气体至指定压力
P1，待系统的温度压力进一步稳定之后，记录体系温度
T2，使
T2＝
T1；
P1满足以下条件：
[0014][0015]其中，
S
h0
为待制备水合物饱和度；
ρ
h
为水合物密度，
M
h
为水合物的摩尔体积，
Z
m1
为此时甲烷的气体压缩系数，是
T2与
P1的函数；
[0016]步骤
B3、
向步骤
B2
的稳定体系内注入
V
w1
的去离子水
/
或盐水，
V
w1
满足以下两个条件：
[0017]第一条，其中，
R
为气体常数；
Z
m1
为甲烷的气体压缩系数，
M
H2O
为水的摩尔质量；
[0018]第二条，对注水后的体系降温至
1℃
，待整个混合体系再次稳定时，记录此时反应釜内的压力为
P2，此时按照一定的升温速率进行升温，直至达到要求的温度
T3，此时体系再次达到稳定，记录此时的温度
T4和压力
P3，且
P3＝
P2，
T4＝
T3，
P3满足以下条件：
[0019][0020]若步骤
B3
中体系再次稳定时，上式不满足，则通过继续增加注水中的
V
w1
，通过多次重复步骤
B3
，实现任意温度
T3条件下水合物饱和度为
S
h0
的含水合物储层制备
。
[0021]进一步的，所述步骤
B1
中，反应釜充满沉积物样品
A
后的孔隙体积
V
P0
为：
[0022][0023]其中，
V
r0
为反应釜容积，
ρ
s
为沉积物样品
A
的密度
。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0025]本专利技术方案针对某沉积物样品，在已知体积的反应釜内填实所用沉积物样品，记录沉积物样品填满时所用质量，然后通过计算反推形成水合物饱和度所需要注入的气体压力，待气体注入量达到计算压力后，通过注水
、
降温操作，最终形成特定水合物饱和度的体系
。
通过控制注入气体目标压力与注水量来实现的特定水合物饱和度的含水合物储层，为不同储层的差异性分解过程分析提供技术支持
。
附图说明
[0026]图1为特定水合物饱和度
S
h0
合成实验过程原理图；
[0027]其中，
1、
未知沉积物样品；
2、
带刻度量筒...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
A、
针对某沉积物样品
A
，测试其沉积物密度
ρ
s
与孔隙度步骤
B、
基于沉积物样品
A
，在温度
T3条件下，制备水合物饱和度为
S
h0
的含水合物储层，具体包括：步骤
B1、
在容积为
V
r0
的反应釜内，分次逐步填实
、
填满沉积物样品
A
，记录填满后所用沉积物量
m
A1
；并计算此时反应釜充满沉积物样品
A
后的孔隙体积
V
P0
；步骤
B2、
将步骤
B1
填满沉积物样品
A
后的反应釜温度稳定在任意恒定温度
T1条件下，并往该反应釜内连续
、
稳定地注入甲烷气体至指定压力
P1，待系统的温度压力进一步稳定之后，记录体系温度
T2，使
T2＝
T1；步骤
B3、
向步骤
B2
的稳定体系内注入
V
w1
的去离子水
/
或盐水，
V
w1
满足以下两个条件：第一条，其中，
R
为气体常数；
Z
m1
为甲烷的气体压缩系数，
M
H2O
为水的摩尔质量；第二条，对注水后的体系降温至
1℃
，待整个混合体系再次稳定时，记录此时反应釜内的压力为
P2，此时按照一定的升温速率进行升温，直至达到要求的温度
T3，此时体系再次达到稳定，记录此时的温度
T4和压力
P3，且
P3＝
P2，
T4＝
T3，实现温度
T3条件下，水合物饱和度为
S
h0
的含水合物储层制备
。2.
根据权利要求1所述的可控水合物饱和度的含水合物储层制备方法，其特征在于：所述步骤
B3
中，
P3满足以下条件：若步骤
B...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽，吴能友，卜庆涛，孙建业，郝锡荦，孟庆国，
申请(专利权)人：青岛海洋科技中心，
类型：发明
国别省市：