海域天然气水合物开发的地球物理监测

作为极具潜力的未来清洁能源，海域天然气水合物开发难度大、环境保护要求高，需要大范围地对水合物储层进行动态监控。然而，虽然在国外的天然气水合物试开发时，曾尝试对储层进行监测，但主要是局限于开发井周边小范围监测。对天然气水合物藏的大规模监测，目前国内外都还没有建立起相关的技术系统，即使有关的研究都还很少。在未来的几年内，我国以及日本、韩国、印度等将在海域开展天然气水合物的长期试开发，在开发过程中对储层的大规模监测必不可少。本文从水合物藏的岩石物理特征出发，讨论了沉积物中水合物的饱和度和孔隙赋存状态对其声学和电学性质的影响规律，比较了基于水合物的地震和电磁性质的多种地球物理勘探手段应用于海域水合物藏大规模监测的可行性和利弊。针对我国南海天然气水合物生产试验和未来商业开发的储层监测需求，为实现对大区域水合物储层和海底变形的定量监测，我们设计的水合物试采过程监测系统由井中地球物理参量监控、三维全光纤4分量海底时移地震和海底多功能监测站三部分构成。该方案大量利用油气行业现有成熟技术，并对其进行优化设计，可实施性强，能够较全面地收集海域水合物开采过程中储层相关的基础数据，从而可为后续技术优化、水合物资源评价、海底环境保护、工程灾害预防等方面提供科学依据。