Abstract Gas hydrates are one of the most abundant clean energy resources and can effectively solve the energy crisis with a lower carbon footprint. Gas hydrates typically exhibit complex microscopic filling modes, including adhesive mode, cemented mode and scattered mode. Furthermore, the scientific understanding of such filling modes and the associated petrophysical parameters is essential for successful exploitation and development of hydrate formations. However, a precise identification of such filling modes remains a big challenge. Thus, here we proposed a novel hybrid gas hydrate filling mode identification method via digital rock technique. The hybrid method uses a combination of multiple methodologies. Firstly, the dry core samples were scanned by the high-resolution micro-scale 3D X-ray computed tomography (μCT) and the digital rock models were built. Then the resistivity was simulated as a function of gas hydrate saturation with three idealized gas hydrate-filling modes. The differences between the resistivity of three idealized gas hydrate-filling modes were analyzed, and based on the correlations obtained, the idealized gas hydrate saturation calculation models were formulated. We then considered well log data from a real hydrate reservoir in order to evaluate the application of proposed hydrate saturation model and identify the filling mode. Essentially, the gas hydrate saturation results from digital rock models and field well logging data are compared, and the filling modes in the research reservoir were successfully identified.

中文翻译：

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一种基于数字岩石的天然气水合物充填模式混合识别新方法

摘要 天然气水合物是最丰富的清洁能源之一，能够以较低的碳足迹有效解决能源危机。天然气水合物通常表现出复杂的微观充填模式，包括粘附模式、胶结模式和分散模式。此外，对这种充填模式和相关岩石物理参数的科学理解对于成功开采和开发水合物地层至关重要。然而，精确识别这种填充模式仍然是一个很大的挑战。因此，我们在这里提出了一种基于数字岩石技术的新型混合天然气水合物充填模式识别方法。混合方法使用多种方法的组合。首先，通过高分辨率微型 3D X 射线计算机断层扫描 (μCT) 扫描干岩心样品并建立数字岩石模型。然后用三种理想的天然气水合物填充模式将电阻率模拟为天然气水合物饱和度的函数。分析了三种理想化天然气水合物充注方式电阻率的差异，并根据得到的相关性，建立了理想化天然气水合物饱和度计算模型。然后，我们考虑了来自真实水合物储层的测井数据，以评估建议的水合物饱和度模型的应用并确定填充模式。从本质上讲，将数字岩石模型和现场测井数据的天然气水合物饱和度结果进行了比较，并成功识别了研究储层中的充填模式。然后用三种理想的天然气水合物填充模式将电阻率模拟为天然气水合物饱和度的函数。分析了三种理想化天然气水合物充注方式电阻率的差异，并根据得到的相关性，建立了理想化天然气水合物饱和度计算模型。然后，我们考虑了来自真实水合物储层的测井数据，以评估建议的水合物饱和度模型的应用并确定填充模式。从本质上讲，将数字岩石模型和现场测井数据的天然气水合物饱和度结果进行了比较，并成功识别了研究储层中的充填模式。然后用三种理想的天然气水合物填充模式将电阻率模拟为天然气水合物饱和度的函数。分析了三种理想化天然气水合物充注方式电阻率的差异，并根据得到的相关性，建立了理想化天然气水合物饱和度计算模型。然后，我们考虑了来自真实水合物储层的测井数据，以评估建议的水合物饱和度模型的应用并确定填充模式。从本质上讲，将数字岩石模型和现场测井数据的天然气水合物饱和度结果进行了比较，并成功识别了研究储层中的充填模式。分析了三种理想化天然气水合物充注方式电阻率的差异，并根据得到的相关性，建立了理想化天然气水合物饱和度计算模型。然后，我们考虑了来自真实水合物储层的测井数据，以评估建议的水合物饱和度模型的应用并确定填充模式。从本质上讲，将数字岩石模型和现场测井数据的天然气水合物饱和度结果进行了比较，并成功识别了研究储层中的充填模式。分析了三种理想化天然气水合物充注方式电阻率的差异，并根据得到的相关性，建立了理想化天然气水合物饱和度计算模型。然后，我们考虑了来自真实水合物储层的测井数据，以评估建议的水合物饱和度模型的应用并确定填充模式。从本质上讲，将数字岩石模型和现场测井数据的天然气水合物饱和度结果进行了比较，并成功识别了研究储层中的充填模式。然后，我们考虑了来自真实水合物储层的测井数据，以评估建议的水合物饱和度模型的应用并确定填充模式。从本质上讲，将数字岩石模型和现场测井数据的天然气水合物饱和度结果进行了比较，并成功识别了研究储层中的充填模式。然后，我们考虑了来自真实水合物储层的测井数据，以评估建议的水合物饱和度模型的应用并确定填充模式。从本质上讲，将数字岩石模型和现场测井数据的天然气水合物饱和度结果进行了比较，并成功识别了研究储层中的充填模式。