多孔介质中水合物饱和度与声波速度关系的实验研究
发布时间：2021-02-08 21:26
作为一种极有潜力的化石能源-海洋天然气水合物日益受到人们更多的关注。目前,海洋地球物理勘探技术仍是海洋天然气水合物勘探和开发的主要技术,具有经济和高效等特点。海洋沉积物中水合物饱和度与声学特性关系是水合物地球物理探测技术的基础。天然气水合物是怎样改变地震波的传播,我们对此了解得还很不够。关于多孔介质中声波速度与水合物饱和度的关系,已经有一些理论模型。然而,在同一地区用不同的理论和模型得出的结果却有很大的不同,这就需要进行实验验证和参数分析以确定模型使用的适用性。在实验室中,模拟自然环境中天然气水合物赋存的条件,测量多孔介质中不同水合物饱和度情况下的声波速度,并研究两者之间的关系,可为水合物实际地震勘探数据采集、处理和解释,圈定含水合物沉积层的范围,估算天然气水合物的蕴藏量等方面提供指导意见,在方法和应用研究上具有重要意义。本文研制了一套实验装置,将超声技术和时域反射（TDR）技术结合,可以同时测量多孔介质中水合物的饱和度与声波速度等参数。使用该装置在固结人工岩心以及松散沉积物中进行了共计58个轮次的天然气水合物生成和分解实验,得到了可靠的实验结果。实验中温压、超声和TDR探测水合物的生...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
0 引言
1 天然气水合物及其实验研究概述
1.1 天然气水合物
1.1.1 天然气水合物及其研究历史
1.1.2 天然气水合物的基本性质和结构
1.2 海洋天然气水合物
1.2.1 海洋天然气水合物的分布
1.2.2 海洋天然气水合物的重要性
1.2.3 海洋天然气水合物调查与研究
1.3 海洋天然气水合物实验研究
1.3.1 模拟实验的研究意义
1.3.2 实验研究国内外进展
1.3.3 水合物声波速度实验研究现状
2 海洋天然气水合物的声波速度理论模型
2.1 悬浮液理论
2.1.1 声速测量
2.1.2 幅度测量
2.1.3 频率测量
2.2 双相多孔介质理论
2.2.1 双相多孔介质理论的发展概况
2.2.2 基于Biot理论的双相多孔介质波动分析
2.3 等效介质理论
2.3.1 等效介质理论模式A
2.3.2 等效介质理论模式B
2.3.3 等效介质理论模式C
2.4 常用的声波速度方程
2.4.1 时间平均方程
2.4.2 伍德方程
2.4.3 李权重方程
2.4.4 BGTL方程
3 实验装置研制
3.1 设计思路
3.2 超声测速原理
3.3 TDR技术原理
3.4 实验装置系统组成
3.4.1 高精度超声探测系统
3.4.2 时域反射检测系统
4 实验结果及讨论
4.1 温度、压力对声速测量的影响
4.2 温度、压力对含水量测量的影响
4.3 短岩心实验
4.3.1 实验材料及流程
4.3.2 实验结果分析
4.3.3 实验重复性分析
4.3.4 小结及存在问题
4.4 长岩心实验
4.4.1 实验材料及流程
4.4.2 实验结果分析
4.4.3 与短岩心实验结果的对比
4.4.4 模型验证
4.4.5 李权重方程中W和n的讨论
4.4.6 BGTL理论中G和n的讨论
4.4.7 小结
4.5 松散沉积物实验
4.5.1 实验材料及流程
4.5.2 实验结果分析
4.5.3 水合物生成模式讨论
4.5.4 小结
5 结论
参考文献
致谢
个人简历
学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]海域天然气水合物的地震研究进展[J]. 吴志强,文丽,童思友,闫桂京. 地球物理学进展. 2007(01)
[2]天然气水合物勘探-开发-储运-环境响应研究新进展——第五届天然气水合物国际会议简介[J]. 胡高伟,张剑,业渝光,刁少波. 地质科技情报. 2006(04)
[3]模拟岩芯中天然气水合物超声检测技术[J]. 顾轶东,林维正,张剑,业渝光. 声学技术. 2006(03)
[4]天然气水合物和游离气饱和度估算的影响因素[J]. 王秀娟,吴时国,刘学伟. 地球物理学报. 2006(02)
[5]沉积物中天然气水合物超声检测技术[J]. 顾轶东,林维正,张剑,业渝光. 海洋技术. 2005(03)
[6]时域反射技术在地学研究中的应用[J]. 刁少波,业渝光,张剑,刘昌岭. 岩矿测试. 2005(03)
[7]南海陆坡天然气水合物饱和度估计[J]. 王秀娟,吴时国,郭璇,徐宁. 海洋地质与第四纪地质. 2005(03)
[8]模拟天然气水合物的岩石物理特性模型实验[J]. 赵群,郭建,郝守玲,耿建华. 地球物理学报. 2005(03)
[9]天然气水合物的地震识别方法及研究趋势[J]. 黄兴文,陈建阳,于兴河,王玉全,陈福有. 天然气工业. 2005(03)
[10]天然气水合物储气量直接测定的实验技术[J]. 刘昌岭,业渝光,任宏波,刁少波,张剑. 天然气工业. 2005(03)
本文编号：3024555
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
0 引言
1 天然气水合物及其实验研究概述
1.1 天然气水合物
1.1.1 天然气水合物及其研究历史
1.1.2 天然气水合物的基本性质和结构
1.2 海洋天然气水合物
1.2.1 海洋天然气水合物的分布
1.2.2 海洋天然气水合物的重要性
1.2.3 海洋天然气水合物调查与研究
1.3 海洋天然气水合物实验研究
1.3.1 模拟实验的研究意义
1.3.2 实验研究国内外进展
1.3.3 水合物声波速度实验研究现状
2 海洋天然气水合物的声波速度理论模型
2.1 悬浮液理论
2.1.1 声速测量
2.1.2 幅度测量
2.1.3 频率测量
2.2 双相多孔介质理论
2.2.1 双相多孔介质理论的发展概况
2.2.2 基于Biot理论的双相多孔介质波动分析
2.3 等效介质理论
2.3.1 等效介质理论模式A
2.3.2 等效介质理论模式B
2.3.3 等效介质理论模式C
2.4 常用的声波速度方程
2.4.1 时间平均方程
2.4.2 伍德方程
2.4.3 李权重方程
2.4.4 BGTL方程
3 实验装置研制
3.1 设计思路
3.2 超声测速原理
3.3 TDR技术原理
3.4 实验装置系统组成
3.4.1 高精度超声探测系统
3.4.2 时域反射检测系统
4 实验结果及讨论
4.1 温度、压力对声速测量的影响
4.2 温度、压力对含水量测量的影响
4.3 短岩心实验
4.3.1 实验材料及流程
4.3.2 实验结果分析
4.3.3 实验重复性分析
4.3.4 小结及存在问题
4.4 长岩心实验
4.4.1 实验材料及流程
4.4.2 实验结果分析
4.4.3 与短岩心实验结果的对比
4.4.4 模型验证
4.4.5 李权重方程中W和n的讨论
4.4.6 BGTL理论中G和n的讨论
4.4.7 小结
4.5 松散沉积物实验
4.5.1 实验材料及流程
4.5.2 实验结果分析
4.5.3 水合物生成模式讨论
4.5.4 小结
5 结论
参考文献
致谢
个人简历
学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]海域天然气水合物的地震研究进展[J]. 吴志强,文丽,童思友,闫桂京. 地球物理学进展. 2007(01)
[2]天然气水合物勘探-开发-储运-环境响应研究新进展——第五届天然气水合物国际会议简介[J]. 胡高伟,张剑,业渝光,刁少波. 地质科技情报. 2006(04)
[3]模拟岩芯中天然气水合物超声检测技术[J]. 顾轶东,林维正,张剑,业渝光. 声学技术. 2006(03)
[4]天然气水合物和游离气饱和度估算的影响因素[J]. 王秀娟,吴时国,刘学伟. 地球物理学报. 2006(02)
[5]沉积物中天然气水合物超声检测技术[J]. 顾轶东,林维正,张剑,业渝光. 海洋技术. 2005(03)
[6]时域反射技术在地学研究中的应用[J]. 刁少波,业渝光,张剑,刘昌岭. 岩矿测试. 2005(03)
[7]南海陆坡天然气水合物饱和度估计[J]. 王秀娟,吴时国,郭璇,徐宁. 海洋地质与第四纪地质. 2005(03)
[8]模拟天然气水合物的岩石物理特性模型实验[J]. 赵群,郭建,郝守玲,耿建华. 地球物理学报. 2005(03)
[9]天然气水合物的地震识别方法及研究趋势[J]. 黄兴文,陈建阳,于兴河,王玉全,陈福有. 天然气工业. 2005(03)
[10]天然气水合物储气量直接测定的实验技术[J]. 刘昌岭,业渝光,任宏波,刁少波,张剑. 天然气工业. 2005(03)
本文编号：3024555
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3024555.html
