收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

天然气水合物沉积物强度及变形特性研究

李洋辉  
【摘要】:天然气水合物作为一种重要的新能源,因其在世界范围内分布广、储量大,引起世界各国包括我国政府在内的高度关注。天然气水合物勘探和开发可能会引起海底滑坡、井壁坍塌、工程结构物破坏以及甲烷气体泄漏等灾害。本文针对上述过程涉及的天然气水合物储层力学问题,开展了实验研究及应力应变本构关系研究,以期为天然气水合物安全开采提供理论依据与技术支持。 根据天然气水合物稳定存在的低温、高压特点,研制了一套专用的TAW-60低温、高压水合物三轴仪,以及与之配套的压力晶析制样装置。采用混合制样法制备天然气水合物沉积物试样,实验研究了温度、围压、水合物含量等对冻土区天然气水合物沉积物强度及变形特性的影响。首次发现了高围压条件下冻土区天然气水合物沉积物和含冰粉天然气水合物强度降低的现象,获得了冻土区天然气水合物沉积物的剪切强度、黏聚力、内摩擦角等参数,提出了分段线性强度准则和高围压条件下的非线性强度准则,验证了高围压条件下修正Duncan-Chang模型对冻土区天然气水合物沉积物的适用性。 利用日本山口大学温控、高压水合物三轴仪,采用原位生成法制备天然气水合物沉积物试样。系统分析了不同荷载条件下,注热开采与降压开采过程对海底天然气水合物储层稳定性的影响。研究表明,当天然气水合物沉积物承受的荷载大于分解后沉积物的强度时,注热开采会导致天然气水合物储层的破坏,降压开采不会导致天然气水合物储层的破坏,而水压回复过程则有可能造成储层的破坏。研究了气饱和天然气水合物沉积物及C02水合物沉积物的强度及变形特性,详细分析了温度、孔隙压力、有效围压、水合物饱和度等对其力学特性的影响,并与水饱和天然气水合物沉积物进行了对比。发现相同条件下气饱和天然气水合物沉积物的强度、刚度、体积变形均大于水饱和天然气水合物沉积物,且气饱和天然气水合物沉积物呈现出更明显的剪胀和应变软化现象。证实了在一定温度、压力条件下,采用C02置换法开采天然气水合物在力学稳定性上是可行的。 基于大量实验研究获得的天然气水合物沉积物应力应变规律,在修正剑桥模型(Modified Cam-Clay Model)的基础上,通过引入次加载面(Subloading surface)理论,同时考虑天然气水合物对沉积物剪胀和黏聚力的影响,建立了适用于海底天然气水合物沉积物的新的弹塑性本构模型。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 雷怀彦,王先彬,房玄,郑艳红;天然气水合物研究现状与未来挑战[J];沉积学报;1999年03期
2 ;国家863计划《天然气水合物勘探开发关键技术》重大项目在京启动[J];地质装备;2007年04期
3 ;我国首次在陆域冻土带成功钻获天然气水合物实物样品[J];矿业研究与开发;2010年02期
4 陈建阳,张志杰,于兴河;AVO技术在水合物研究中的应用及应注意的问题[J];天然气地球科学;2005年01期
5 方银霞,黎明碧,金翔龙;东海冲绳海槽天然气水合物的资源前景[J];天然气地球科学;2001年06期
6 王祝文,李舟波,刘菁华;天然气水合物的测井识别和评价[J];海洋地质与第四纪地质;2003年02期
7 高兴军,于兴河,李胜利,段鸿彦;地球物理测井在天然气水合物勘探中的应用[J];地球科学进展;2003年02期
8 卢林松;天然气水合物国际研讨会在青岛召开[J];海洋石油;2003年04期
9 ;“可燃冰”开采要以环境保护为前提[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2009年12期
10 许红,刘守全,王建桥,蔡乾忠;国际天然气水合物调查研究现状及其主要技术构成[J];海洋地质动态;2000年11期
11 孙志高;地下气体水合物潜在的天然气资源[J];中国能源;2000年12期
12 蒋国盛,向先超,汤凤林,宁伏龙,张凌;天然气水合物成矿特征与分布[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2001年S1期
13 ;青岛建成天然气水合物模拟实验室[J];化工学报;2002年01期
14 冯永光,向普及,尹琦岭;气体处理装置中天然气水合物的研究[J];河南化工;2004年06期
15 冯永光,向普及,尹琦岭,冉继胜;天然气水合物的形成及防止措施研究[J];化工科技市场;2004年10期
16 胡兰兰,周南海;天然气水合物:海洋新能源[J];中国石油石化;2004年08期
17 李兵,宁伏龙,关进安,蒋国盛;天然气水合物合成实验数据采集系统的设计[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2004年10期
18 黄兴文,陈建阳,于兴河,王玉全,陈福有;天然气水合物的地震识别方法及研究趋势[J];天然气工业;2005年03期
19 ;天然气水合物富集规律与开采研究项目启动[J];安庆科技;2009年01期
20 何拥军;海洋天然气水合物存在的识别标志[J];海洋地质动态;1999年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴应湘;;天然气水合物的性质、勘探及开采[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 郑军卫;;加快我国天然气水合物研究工作步伐[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
3 杨木壮;黄永样;姚伯初;金庆焕;;南海天然气水合物资源潜力及其能源战略意义[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 雷兴林;何丽娟;;海洋沉积与天然气水合物形成过程的数值模拟研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
5 王淑红;颜文;宋海斌;;南海南部天然气水合物稳定带厚度及资源量估算[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
6 栾锡武;;天然气水合物的上界面[A];中国地球物理·2009[C];2009年
7 耿建华;邵磊;吴松;吴能友;张光学;;关于南海ODP1144站位天然气水合物进一步探讨[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 王彦瑞;曾树兵;严雪莲;高秀敏;;水合物在海洋天然气运输中应用探讨[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
9 赵群;郝守玲;;天然气水合物的岩石物理:物理模拟研究[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
10 罗艳托;朱建华;陈光进;郭绪强;;天然气水合物资源的开发利用及环境保护[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李洋辉;天然气水合物沉积物强度及变形特性研究[D];大连理工大学;2013年
2 吕琳;天然气水合物(地球物理属性)的神经网络识别方法及软件开发[D];吉林大学;2011年
3 刘锋;南海北部陆坡天然气水合物分解引起的海底滑坡与环境风险评价[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
4 贾瑞;天然气水合物热管式孔底快速冷冻机构及蒸汽法试开采试验研究[D];吉林大学;2013年
5 赵江鹏;天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟[D];吉林大学;2011年
6 刘大军;冻土带天然气水合物科学钻探参数检测系统研究[D];吉林大学;2013年
7 孙建业;海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究[D];中国海洋大学;2011年
8 杨圣文;天然气水合物开采模拟与能效分析[D];华南理工大学;2013年
9 涂运中;海洋天然气水合物地层钻井的钻井液研究[D];中国地质大学;2010年
10 庞守吉;祁连山木里天然气水合物钻孔沉积构造特征及与水合物分布关系研究[D];中国地质大学(北京);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毕海波;台西南海域天然气水合物含量估算及地球化学特征分析[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
2 胡志兴;天然气水合物相平衡研究及其应用[D];燕山大学;2011年
3 贺行良;天然气水合物气体组成分析方法研究与应用[D];中国海洋大学;2012年
4 徐美;天然气水合物物性测试仪器评价与最优化研究[D];中国石油大学(华东);2012年
5 安莹;天然气水合物开发模拟实验装置评价与最优化研究[D];中国石油大学(华东);2012年
6 周越;天然气水合物测井解释方法初步研究[D];吉林大学;2010年
7 贺涛;天然气水合物保温保压绳索取心钻具设计[D];中国地质大学(北京);2011年
8 王峰博;天然气水合物制备过程中的多相流传递研究[D];北京化工大学;2010年
9 庞群利;深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究[D];中国石油大学;2010年
10 房治强;冻土区天然气水合物热激法试开采系统及数值模拟研究[D];吉林大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 滕艳 特约记者 曹雪晴;模拟实验研究推进天然气水合物探测[N];中国国土资源报;2011年
2 王宪忠;天然气水合物[N];大众科技报;2000年
3 ;与国家需求共呼吸 立科学前沿同攀登[N];中国国土资源报;2010年
4 本报记者 窦克林 通讯员 陈惠玲;科技进步:我国海洋勘查的支撑[N];中国矿业报;2011年
5 樊栓狮;天然气水合物如何成为后续能源[N];中国化工报;2005年
6 本报通讯员 肖宝巨;点燃“冰”火[N];工人日报;2009年
7 李明明;青藏高原冻土区天然气水合物钻探计划通过论证[N];中国矿业报;2010年
8 毛彬;天然气水合物开发的利与弊[N];中国海洋报;2004年
9 肖宝巨;点燃“冰”火[N];中国煤炭报;2009年
10 本报记者 肖宝巨;点燃“冰”火[N];中煤地质报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978