[0001] 本发明涉及油气勘探技术领域，更具体地，涉及一种超深水超浅层盖层封闭性定量评价方法。

[0002] 盖层在油气成藏过程中扮演着重要角色，其作为油气藏垂向遮挡条件一直备受关注，盖层垂向遮挡油气藏的本质是盖层强度大于油气所受的最大净浮力。超深水超浅层天然气勘探是近年来国内外海洋油气勘探的前沿，其中超深水指的是水深大于1500m，超浅层指的是埋深小于300m的地层(从海底开始往深部测量)，超深水超浅层发育的盖层固结强度低、含水率高，前人一般认为其封闭性较差，难以形成大中型气藏。为落实超深水超浅层油气资源勘探前景，开展盖层定量评价是十分必要的。

[0003] 现有技术公开了一种预测盖层最大封闭烃柱高度的方法，包括如下步骤：在实验条件下对盖层和储层进行突破压力测试，通过对所述盖层突破压力和储层突破压力进行校正，得到盖层毛管压力和储层毛管压力，计算二者差值，得毛管压力差；求取盖层中地层水流动需要克服的启动压力梯度；结合盖层和储层中烃水界面的毛管压力差和盖层中流体流动需要克服的启动压力梯度，得到烃柱高度与盖层厚度关系，并获得盖层最大封闭烃柱预测高度。

[0004] 然而上述方法主要用于常规油气藏泥质岩盖层(已固结成岩的岩石)的研究，而超深水(代表高压)、超浅层(代表低温)条件下，高含水、弱固结、未成岩的盖层并不适用上述方法。目前公开的现有技术也尚无涉及超深水、超浅层条件下，高含水率、低固结程度的盖层封闭性定量评价方法。

[0025] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

[0026] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0027] 下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

[0028] 实施例1

[0029] 以琼东南盆地海水深度超过1500m的L地区为研究区，以埋深200m左右的盖层为研究对象，收集该深度段测压取样数据，勘探实践表明盖层下伏储层发育天然气，说明即使是高含水、弱固结、未成岩的盖层在高压低温条件下同样可具有一定封闭性。

[0030] 本实施例利用一种超深水超浅层盖层封闭性定量评价方法，对L地区进行研究，该方法包括以下步骤：

[0031] S1：收集盖层样品，并记录盖层埋藏深度；

[0032] S2：测量所述盖层样品的最小主应力和最大主应力，并计算所述最小主应力与所述最大主应力的比值；

[0033] S3：确定所述盖层样品的盖层密度、所述该盖层样品的地层水密度和所述盖层样品在埋藏条件下的气体密度；

[0034] S4：根据所述盖层埋藏深度、所述最小主应力与所述最大主应力的比值、所述盖层密度、所述地层水密度和所述气体密度，计算所述盖层样品可封堵的最大气柱高度。

[0035] 进一步地，在所述步骤S1中，所述盖层样品所在深度的压力和温度通过测压取样法获得。测压取样法可以直接从原位获得数据，提供真实的压力和温度信息，确保实验结果与实际情况一致，而且相较于理论计算或间接测量，实际取样数据能够更准确地反映样品所在深度的环境条件，以便后续模拟更加真实的环境条件。

[0036] 进一步地，在所述步骤S2中，利用三轴应力实验仪器测量所述盖层样品的最小主应力和最大主应力。三轴应力实验仪器能够精确地测量样品在不同应力条件下的应力‑应变关系，从而更准确地确定最小主应力和最大主应力，而且三轴应力实验仪器可以根据需要来调整并模拟地下实际条件，包括不同的围压和轴向应力，提供对盖层样品在真实环境下的应力状态的详细信息，有利于实验结果的准确分析。

[0037] 进一步地，在所述步骤S1中，还测量所述盖层样品所在深度的压力和温度；在所述步骤S2中，将所述三轴应力实验仪器的围压和温度分别设置成所述盖层样品所在深度的压力和温度，以模拟盖层所处的高压、低温环境。

[0038] 进一步地，在所述步骤S2中，在测量所述盖层样品的最小主应力和最大主应力之前，先向所述盖层样品补充水。由于实际取样时需要获取多个样品，有时因成本限制，无法做到所有样品都通过密闭取样法获得，而盖层样品获取过程及样品自海上运输到实验室需要较长时间，盖层样品会蒸发损失部分水而对测量结果的准确度造成影响。因此需要向盖层样品补充水分，从而提高测量结果的准确度。

[0039] 进一步地，根据所述盖层样品的真实含水率向所述盖层样品补充水，直至所述盖层样品的含水率与真实含水率相同。可以理解的是，盖层样品的真实含水率也就是盖层样品的原始地层的含水率，当盖层样品的含水率达到真实含水率时，说明盖层样品已恢复至原始状态，此时测量得到的结果会更加准确。

[0040] 进一步地，所述真实含水率根据密闭取样方法取得的盖层样品测量得到。也就是通过密闭取样方法取得盖层样品，再对密闭取样获得的盖层样品进行含水率得测量。密闭取样法可以有效避免样品在取样和运输过程中的污染或外部干扰，保持样品原始的水分含量，通过测量该方法得到的样品的含水率与盖层的实际含水率一致性较高，更具有参考性。

[0041] 具体地，在步骤S4中，所述盖层样品可封堵的最大气柱高度的计算式为：

[0042]

[0043] 式中，Hg为盖层可封堵的最大气柱高度，m；σ3和σ1分别为高压、低温、高含水条件下盖层破裂时最小主应力和最大主应力，kpa；ρr为高压、低温、高含水条件下的盖层密度，g/3 3 3
cm；ρw为地层水密度，g/cm；ρg为高压、低温条件下天然气密度，g/cm；Hb为盖层所在海底埋深，m。

[0044] 本实施例的工作原理或工作流程：

[0045] 1)收集1500m以上不同水深、埋深200m左右不同深度的盖层样品，并测量盖层样品所在深度的压力P和温度T，本次实验取海底埋深200m左右的盖层为样品，平均压力为17.5Mpa，平均温度为16℃；

[0046] 2)将三轴应力实验仪器的围压和温度分别设置成17.5Mpa和16℃。本次实验盖层样品少量为岩心，多数为井壁取心，其中岩心资料获取时为密闭条件，含水率更加真实，而井壁取心并未满足密闭条件，因此需要以岩心含水率为标准，将井壁取心加入适量蒸馏水使其含水率与岩芯保持一致。本次实验统一将含水率设置成35％。基于三轴应力实验可知3 3
为0.22，基于测井曲线可知盖层密度ρr为2.16g/cm，地层水密度ρw为1.04g/cm，天然气
3
密度ρg在步骤1)温压条件下为0.21g/cm，海底埋深Hb为200m；

[0047] 3)基于盖层可封堵的最大气柱高度公式定量评价超深水超浅层盖层封闭性：

[0048]

[0049] 可知研究区海底埋深200m左右盖层可封堵最高气柱Hg为59.37m，目前琼东南盆地超深水超浅层在该深度段实际最大气藏有效圈闭高度为58m，验证了该公式的正确性。

[0050] 本实施例的有益效果：一方面根据密闭取样资料明确盖层真实含水率，然后将物理模拟实验装置设置成超深水超浅层盖层所处的高压、低温环境，以测量盖层强度；另一方面，根据变温‑压场气体密度实验获取天然气在高压低温条件下的密度；综合前述两方面成果，提出超深水超浅层盖层可封堵的最大气柱高度计算公式，根据该计算公式计算得到超深水超浅层盖层可封堵的最大气柱高度，可实现超深水超浅层盖层封闭性的定量评价。

[0051] 实施例2

[0052] 本实施例在实施例1的基础上，对步骤S2作进一步的补充说明。在所述步骤S2中，补充的水为蒸馏水。蒸馏水不含盐分和其他化学成分，可以有效避免对盖层样品的污染，有助于保持样品的原始性质。

[0053] 本实施例的其他特征、工作原理以及有益效果与实施例1一致。

[0054] 实施例3

[0055] 本实施例在实施例2的基础上，对步骤S3作进一步的补充说明。在所述步骤S3中，所述盖层样品在埋藏条件下的气体密度通过变温‑压场气体密度实验获得。

[0056] 本实施例的其他特征、工作原理以及有益效果与实施例2一致。

[0057] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。