孔隙度的日志
孔隙度测井是天然气水合物原位检测的基础测量方法。由于沉积物的物理性质对天然气运移和水合物形成的稳定性起着至关重要的作用，因此精确的孔隙度现场测量至关重要。水合物在地层中的局部分布也会影响孔隙度。块状、层状、结节状和浸染状水合物都具有不同的孔隙结构，必须考虑岩性(如粘土)对孔隙度测量的影响。因此，从测井资料中定量估计水合物和游离气体浓度的一个关键因素是无水合物和无气体的参考性质。各种各样的日志可以进行这种确定。通常情况下，测井方法被组合起来，以区分各种影响，并确定现场孔隙度的最佳估计值。例如，中子孔隙度测井测量的是中子散射，它受总氢含量的控制。它提供了H+的直接测量方法，但经常受到富粘土沉积物中氢结合的不利影响。密度测井测量地层的电子密度和体积密度。 Assuming an average grain density of the formation, the bulk density and formation porosity may be computed from the density log though they are highly sensitive to grain density changes. Combining these two measurements and reducing the sensitivity to either bound H+ or grain density alone, the accuracy of a formation porosity estimate can be significantly improved [e.g. Schlumberger, 1989].
另一种可靠的孔隙度估计值是利用Archie公式(Archie, 1942)从电阻率测井中得到的。这种方法通常用于石油和天然气行业，从电阻率测井中获得甲烷气体饱和度。大量水合物的电阻率预计约为淡水的50倍，与饱和盐水的海洋沉积物相比，这是相当高的。在开放的沉积物孔隙中，浸染的水合物取代了导电性更强的海水，因此可以使用测井就地检测到。Matthews[1986]、Collett[1993]和Hyndman等[1999]详细讨论了利用电阻率孔隙度估算水合物浓度的方法。然而，需要注意的是，由于电绝缘效应，Archie地层可能高估了水合物的浓度——要产生相同的观测电阻率增长，需要比甲烷气体更少的水合物，可以应用修正来降低这一效应[Collett, et al.， 1999]。此外，钻井引起的水合物在钻孔附近的解离可能会降低孔隙流体的矿化度，从而增加测量的电阻率[Prensky, 1995]。通过估算无水合物和无气体的基准电阻率，可以将钻井引起的影响降至最低，然后使用该参考值校准甲烷饱和度的估估值[Hyndman, et al.， 1999]。一般来说，为了估计甲烷饱和度，必须仔细校正电阻率测井。
与实验室岩心测试或电缆测井相比，使用随钻测井估计的原位孔隙度可能更具有代表性，因为测量的位置刚好在钻头上方，钻井干扰最小。利用随钻测井和电缆测井的中子孔隙度和密度数据，也可以进行类似的孔隙度计算。标准的LWD电阻率工具是一种电磁设备，它对地层的电导率和介电常数做出响应;它发射一种低频电磁波，可以转换成穿透较浅和较深的电阻率测量。大块水合物、孔隙流体和沉积物之间介电特性的差异是明显的——天然气水合物在介电常数方面表现得像淡水，在导电性方面表现得像沉积物。然而，由于这种电磁响应，标准的LWD电阻率测量可能受浸渍水合物的影响较小，而且使用这些设备可能不容易观察到它们的特征。虽然孔隙度可以使用LWD或电缆电阻率测井中相同的Archie公式计算，但迄今为止，含水沉积物中LWD推导的孔隙度的例子非常有限。为了全面评估水合物和水合物沉积物的介电特性，需要进一步研究含水合物沉积物的电磁特性，并对孔隙度、孔隙流体化学、加压岩心样品进行独立测量，并了解粘土的影响。
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