新书速递《海洋天然气水合物开采岩石物理模拟及应用》

作者：胡高伟 吴能友 卜庆涛 等 责任编辑：焦健（jiaojian@mail.sciencep.com）

天然气水合物作为一种潜力巨大的非常规化石能源，得到了世界各国的高度重视。近年来，中国，日本，美国，韩国，印度等从国家层面推进天然气水合物计划。2013年以来，日本和中国相继开展两轮海域天然气水合物试采，中国更是率先完成了“探索性试采”向“试验性试采”的跨越。国际上天然气水合物勘探开发研究与实践涌现了大批创新性成果，尤其是在天然气水合物开采理论、实验和数值模拟及技术方法研究方面取得了长足进步，为复杂地质和海洋环境条件下天然气水合物开发带来了曙光。

为系统总结海洋天然气水合物开采领域的基础研究成果, 丰富海洋天然气水合物开发理论, 推动海洋天然气水合物产业化开发进程, 在高德利院士、 孙金声院士等专家的大力支持和指导下, 组织编写了本丛书——《海洋天然气水合物开采基础理论与技术丛书》。

本书为丛书第三卷 。主要介绍海洋天然气水合物生成和分解过程中含水合物沉积物的声学特性。精细刻画水合物储层, 优选出具有开采潜力的水合物矿体是水合物规模化开发的前提。然而, 水合物矿体不同于常规油气储层, 赋存于松散沉积物内, 赋存形态多样, 且没有致密的盖层, 开采过程中容易引发工程和地质灾害。水合物的规模化开发还需要根据水合物的赋存形态和分布特征, 制定合理的开采方案。因此, 准确估算储层水合物饱和度和预测其分布特征, 将是实现水合物规模化开发的关键。

含水合物储层相较沉积物储层, 具有较高的纵横波速度。因此, 通常使用纵横波速度变化特征表征水合物储层分布, 然而水合物岩石物理模型在实际应用过程中存在一定的困难, 难以正确应用的原因之一是缺乏实测的水合物饱和度与声速的关系数据, 难以检验多种模型的准确性。其次, 水合物在孔隙空间的微观分布模式对含水合物沉积物的声学响应特征也会产生影响。再者, 针对不同赋存类型水合物, 如何选择合适的岩石物理模型及有效的输入参数来进行水合物饱和度估算尚 不十分确定。水合物岩石物理模型的建立需要利用实验方法厘清上述关键问题。通过对岩石物理的基本知识、 海洋天然气水合物储层特征以及模型分析和实验技术的全面介绍, 本专著为相关领域的研究者和实践者提供了重要的理论指导和实践经验。

含水合物沉积物岩石物理模型构建

本书共分为七章，具体内容如下。

第一章 绪论

主要介绍了岩石物理的基本知识, 并对海洋天然气水合物储层特征和岩石物理特征进行了详细的介绍。

第二章天然气水合物岩石物理模型分析

重点介绍了常用的几种天然气水合物岩石物理模型, 并总结分析了它们各自适用的条件。通过对几类不同模型的对比分析, 得出了理论模型的适应性条件。

第三章 岩石物理模拟实验技术的开发

详细介绍了研制的几种水合物岩石物理模拟实验技术, 包括声学探测技术、时域反射技术、超声与 X-CT 联合探测技术, 以及水合物电-声响应联合探测技术。对模拟实验技术的功能和特点进行了全面的介绍。

第四章 不同类型沉积物的水合物声学实验及岩石物理模型验证

介绍了在不同类型沉积物条件下进行的水合物声学实验, 并进行了岩石物理模型验证。涵盖了固结沉积物、松散沉积物和南海沉积物等条件下的水合物声学模拟实验。

第五章 不同实验体系的水合物声学实验及模型验证

为了更加接近真实的水合物成藏环境, 本章针对不同的实验条件进行了水合物声学实验。包括静态封闭体系、气体运移的动态体系和二维声学探测体系等实验条件。

第六章 孔隙充填型与裂隙充填型水合物声学实验及模型验证

本章通过室内模拟实验和岩石物理模型分析, 对孔隙充填型和裂隙充填型水合物进行了研究。获得了不同类型水合物对储层的声学响应特征, 为储层水合物的识别提供了有价值的参考。

第七章 海洋天然气水合物岩石物理模型的应用

通过开展室内的岩石物理模拟实验, 本章针对含水合物沉积物储层的声学特性及饱和度变化, 获得了一系列规律性的认知。 并通过有效的岩石物理模型, 对水合物饱和度和水合物类型进行了预测, 在实际应用中具有较高的参考价值。

《海洋天然气水合物开采基础理论与技术丛书》共六卷，分别从海洋天然气水合物开采的基础理论和多尺度研究方法开始，进而详细阐述开采储层的宏微观传热传质机理、典型地球物理特性的多尺度表征，最后介绍海洋天然气水合物开采的工程与地质风险调控等。

卷一《海洋天然气水合物开采基础理论与模拟》

卷二《海洋天然气水合物开采储层渗流基础》

卷三《海洋天然气水合物开采岩石物理模拟及应用》

卷四《海洋天然气水合物开采热电参数评价及应用》

卷五《海洋天然气水合物开采出砂管控理论与技术》

卷六《海洋天然气水合物开采力学响应与稳定性分析》

本文节选自《海洋天然气水合物开采岩石物理模拟及应用》

本书/本文编辑：焦 健

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