天然气水合物与海底滑坡研究
发布时间：2021-11-24 16:04
海底天然气水合物储量巨大,被认为是未来替代能源之一。在海底斜坡,水合物分解时产生的体积变化和超孔隙压力快速积聚会导致的海底滑坡,破坏深海油气钻探、输油管道、海底电缆等海底工程设施,危害人类生命财产安全。因此研究水合物与海底滑坡对于有效地规避风险、安全开发水合物具有重要的意义。本文在分析水合物赋存地层的特性和水合物分解特点的基础上,建立水合物分解的孔隙压力变化模型;根据极限平衡原理,利用孔隙压力变化模型修正无限边坡方程;利用修正的无限边坡方程和有限元法对不同情况和Storegga滑坡、波弗特海滑坡案例进行分析,结果表明:两种方法均具有可行性;当水合物分解层的深度较浅时,无限边坡方程与有限元模拟结果很相近,具有可靠性;若边坡长度很长时,无限边坡方程可不受破裂面深度的限制;无限边坡方程比有限元法更安全,且不需要重复输入参数,可节省时间。应用修正的无限边坡方程进行海底滑坡影响因素的敏感性分析,结果表明水合物原始饱和度、水合物分解速率、海底斜坡坡度、水合物层孔隙度等参数对海底滑坡有较大影响。最后,论文建立了水合物开采过程中水合物原始饱和度、水合物开采区域倾角和盖层厚度与开采压力的关系,对开采中能...
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水合物在沉积层中的分布模式(GR-颗粒；GH-天然气水合物)
复杂的水合物分解过程受放气体和水发生体积膨胀，导致孔隙流体温度/热交换和压力变化过程与孔隙压力解产生的超孔隙压力和有效应力的减少值2001)进行了粘土对水合物分解的反应的实隙流体压力上升，导致有效应力和岩土剪沉积物中水合物饱和度的增加，水合物分力与水合物未分解时初始有效应力进行压力导致有效应力降低。理论预测结果实验室计算水合物饱和度时存在很大的
图 3-7 全球已识别出的与天然气水合物分解有关的海底滑坡分布orld distribution of identified submarine landslide related to gas hydrate decom水合物作为亚稳状态物质，当温度升高或压力降低时，天然气水合固态转变为气、水混合态，同时释放出气体，在地层中形成超压，或沉积物负荷变化，就可能发生滑塌或出现海底滑坡。据报道，在(约 220-170ka)，海平面下降了 100-120m，结果造成海底总承受压力Pa(Kayen 和 Lee，1991)，总压力的减少引发天然气水合物分解，有很可能与此有关，例如，美国阿拉斯加北部波弗特海大陆斜坡滑坡、型海底滑坡、日本海奥尻岛附近海域的滑坡以及美国大西洋大陆边缘坡等。研究表明与天然气水合物的分解有着紧密联系的海底滑坡分布两个与天然气水合物分解有关的海底滑坡的典型案例进行研究，并起滑坡的力学机理。这些案例的规模和位置不同但是在每个例子中
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限元强度折减法的边坡稳定性分析[J]. 谢荣昌,齐伟,李彬. 岩土工程界. 2009(02)
[2]大陆边缘深水区海底滑坡及其不稳定性风险评估[J]. 吴时国,陈珊珊,王志君,李清平. 现代地质. 2008(03)
[3]影响含天然气水合物地层井壁稳定的关键因素分析[J]. 宁伏龙,蒋国盛,张凌,吴翔,窦斌,涂运中. 石油钻探技术. 2008(03)
[4]天然气水合物分解对地层和管道稳定性影响的数值模拟[J]. 王淑云,王丽,鲁晓兵,李清平. 中国海上油气. 2008(02)
[5]基于强度折减有限元法的边坡失稳判据研究[J]. 黄秋枫,胡海浪. 灾害与防治工程. 2007(02)
[6]有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用[J]. 郑颖人,赵尚毅,邓楚键,刘明维,唐晓松,张黎明. 中国工程科学. 2006(12)
[7]基于M-C准则的D-P系列准则在岩土工程中的应用研究[J]. 邓楚键,何国杰,郑颖人. 岩土工程学报. 2006(06)
[8]海洋天然气水合物的类型及特征[J]. 苏正,陈多福. 大地构造与成矿学. 2006(02)
[9]国内外海底斜坡稳定性研究概况[J]. 胡光海,刘振夏,房俊伟. 海洋科学进展. 2006(01)
[10]边坡稳定性有限元分析的处理技巧[J]. 王海斌,李永盛. 岩石力学与工程学报. 2005(13)
博士论文
[1]天然气水合物藏降压开采流固耦合数值模拟研究[D]. 沈海超.中国石油大学 2009
[2]多孔介质中天然气水合物注热水分解理论及实验研究[D]. 李明川.西南石油学院 2005
硕士论文
[1]天然气水合物开采机理实验研究[D]. 刘义兴.中国石油大学 2009
[2]天然气水合物降压开采数值模拟研究[D]. 李红海.大连理工大学 2007
本文编号：3516310
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水合物在沉积层中的分布模式(GR-颗粒；GH-天然气水合物)
复杂的水合物分解过程受放气体和水发生体积膨胀，导致孔隙流体温度/热交换和压力变化过程与孔隙压力解产生的超孔隙压力和有效应力的减少值2001)进行了粘土对水合物分解的反应的实隙流体压力上升，导致有效应力和岩土剪沉积物中水合物饱和度的增加，水合物分力与水合物未分解时初始有效应力进行压力导致有效应力降低。理论预测结果实验室计算水合物饱和度时存在很大的
图 3-7 全球已识别出的与天然气水合物分解有关的海底滑坡分布orld distribution of identified submarine landslide related to gas hydrate decom水合物作为亚稳状态物质，当温度升高或压力降低时，天然气水合固态转变为气、水混合态，同时释放出气体，在地层中形成超压，或沉积物负荷变化，就可能发生滑塌或出现海底滑坡。据报道，在(约 220-170ka)，海平面下降了 100-120m，结果造成海底总承受压力Pa(Kayen 和 Lee，1991)，总压力的减少引发天然气水合物分解，有很可能与此有关，例如，美国阿拉斯加北部波弗特海大陆斜坡滑坡、型海底滑坡、日本海奥尻岛附近海域的滑坡以及美国大西洋大陆边缘坡等。研究表明与天然气水合物的分解有着紧密联系的海底滑坡分布两个与天然气水合物分解有关的海底滑坡的典型案例进行研究，并起滑坡的力学机理。这些案例的规模和位置不同但是在每个例子中
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限元强度折减法的边坡稳定性分析[J]. 谢荣昌,齐伟,李彬. 岩土工程界. 2009(02)
[2]大陆边缘深水区海底滑坡及其不稳定性风险评估[J]. 吴时国,陈珊珊,王志君,李清平. 现代地质. 2008(03)
[3]影响含天然气水合物地层井壁稳定的关键因素分析[J]. 宁伏龙,蒋国盛,张凌,吴翔,窦斌,涂运中. 石油钻探技术. 2008(03)
[4]天然气水合物分解对地层和管道稳定性影响的数值模拟[J]. 王淑云,王丽,鲁晓兵,李清平. 中国海上油气. 2008(02)
[5]基于强度折减有限元法的边坡失稳判据研究[J]. 黄秋枫,胡海浪. 灾害与防治工程. 2007(02)
[6]有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用[J]. 郑颖人,赵尚毅,邓楚键,刘明维,唐晓松,张黎明. 中国工程科学. 2006(12)
[7]基于M-C准则的D-P系列准则在岩土工程中的应用研究[J]. 邓楚键,何国杰,郑颖人. 岩土工程学报. 2006(06)
[8]海洋天然气水合物的类型及特征[J]. 苏正,陈多福. 大地构造与成矿学. 2006(02)
[9]国内外海底斜坡稳定性研究概况[J]. 胡光海,刘振夏,房俊伟. 海洋科学进展. 2006(01)
[10]边坡稳定性有限元分析的处理技巧[J]. 王海斌,李永盛. 岩石力学与工程学报. 2005(13)
博士论文
[1]天然气水合物藏降压开采流固耦合数值模拟研究[D]. 沈海超.中国石油大学 2009
[2]多孔介质中天然气水合物注热水分解理论及实验研究[D]. 李明川.西南石油学院 2005
硕士论文
[1]天然气水合物开采机理实验研究[D]. 刘义兴.中国石油大学 2009
[2]天然气水合物降压开采数值模拟研究[D]. 李红海.大连理工大学 2007
本文编号：3516310
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