水合物沉积物基础物性实验研究

发布时间：2019-05-06 17:39

【摘要】：天然气水合物作为新的矿产资源,由于其储量丰富,燃烧生成物清洁无污染,专家学者广泛认为是21世纪最有潜力的接替能源,自然界中主要以沉积物的形式存在于冻土层或海底中。通过机械法采掘海底天然气水合物矿体后输送的方法有望解决水合物开采难题。地球物理勘探和机械采掘需要对海底天然气水合物沉积物的基础物性有足够认识,因此本文主要对水合物沉积物基础物性进行实验研究。本文使用SHW-Ⅲ型水合物岩样声电力学测试装置,开展了一系列关于水合物沉积物基础物性的实验研究。研究砂目数相同孔隙饱和度不同、不同水合物类型同一孔隙饱和度以及在不同孔隙饱和度下不同种类和不同粒径砂的水合物沉积物性质规律。研究内容主要包括:使用实验装置进行一定砂目数下的不同天然气水合物沉积物孔隙饱和度合成实验,对比分析计算公式的可靠性以及孔隙饱和度对水合物沉积物性质的影响;使用实验装置进行合成天然气水合物和四氢呋喃水合物沉积物,使用SDS(十二烷基硫酸钠)溶液和去离子水在同一饱和度下进行对比实验;使用实验装置进行不同种类和不同粒径砂的天然气水合物沉积物合成实验,对比分析不同孔隙饱和度下不同粒径砂和不同种类砂对水合物沉积物性质的影响。在当前实验条件下研究结果表明:横波、纵波和动态力学参数都随着饱和度的增加而增大;岩心的胶结性也随着饱和度的增加而增强。去离子水和SDS溶液合成天然气水合物沉积物波速差异很小,动态力学参数剪切模量和泊松比差别明显,其余相差不大;四氢呋喃水合物沉积物波速和动态力学参数有一定差异;SDS溶液对四氢呋喃水合物沉积物压缩性质影响不大,对天然气水合物沉积物压缩性质有一定影响。同一种类砂不同粒径,目数越高(粒径越小),声波传播速度越快。杨氏模量、体积模量和剪切模量随着石英砂颗粒目数的增加而逐渐增大。天然气水合物沉积物抵抗压缩的能力(胶结程度)随着砂目数的增大而增强,随着孔隙饱和度的减小而下降;不同种类砂目数相近时表现出的压缩性质较为相像;不同种类砂,砂本身硬度越高,沉积物动态力学参数表现出的胶结性更强。
[Abstract]:Natural gas hydrate as a new mineral resource, because of its abundant reserves, clean combustion products and no pollution, experts and scholars widely believe that it is the most potential alternative energy in the 21st century. In nature, mainly in the form of sediment in the frozen soil or sea floor. It is expected to solve the problem of gas hydrate mining by mechanical method after mining submarine gas hydrate orebody. It is necessary to know enough about the basic physical properties of marine gas hydrate sediments in geophysical exploration and mechanical mining. Therefore, the basic physical properties of hydrate sediments are mainly studied experimentally in this paper. In this paper, a series of experimental studies on the basic physical properties of hydrate sediments have been carried out by using the SHW- type 鈪，

本文编号：2470369