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层间非均质含天然气水合物沉积物力学性质数值模拟研究 被引量：2
1
作者 叶瑞杰 蒋宇静 +2 位作者 张瑞琪 公彬 张博文 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期22-29,共8页
为探究含天然气水合物夹层的砂岩储层的力学性质及剪切破坏机理,采用离散元法制备含天然气水合物夹层的砂岩储层试样,进行了一系列双轴剪切试验。研究结果表明:当天然气水合物夹层的饱和度低于15%,且夹层厚度小于1/5时,砂岩储层整体强... 为探究含天然气水合物夹层的砂岩储层的力学性质及剪切破坏机理,采用离散元法制备含天然气水合物夹层的砂岩储层试样,进行了一系列双轴剪切试验。研究结果表明:当天然气水合物夹层的饱和度低于15%,且夹层厚度小于1/5时,砂岩储层整体强度降低;当水合物夹层的饱和度超过35%,含水合物夹层厚度超过1/2时,水合物夹层才能增强整个试样的强度。含水合物夹层的失效形式与上覆层和下伏层的失效形式不同,含水合物夹层的破坏主要归因于水合物颗粒与周围颗粒的胶结作用的破坏。 展开更多
关键词 天然气水合物 含水合物夹层 层间非均质 数值模拟 力学性质 失效模式
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含天然气水合物沉积物损伤统计本构模型 被引量：23
2
作者 吴二林 韦昌富 +1 位作者 魏厚振 颜荣涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期60-65,共6页
水合物含量、有效围压是影响含天然气水合物沉积物力学性质的主要因素,在忽略其他次要因素(包括水合物种类、试样颗粒大小、试验条件等)的情况下,水合物含量和有效围压是决定试样弹性模量的两个关键参数。在分析等效弹性模量与水合物含... 水合物含量、有效围压是影响含天然气水合物沉积物力学性质的主要因素,在忽略其他次要因素(包括水合物种类、试样颗粒大小、试验条件等)的情况下,水合物含量和有效围压是决定试样弹性模量的两个关键参数。在分析等效弹性模量与水合物含量相互关系的基础上,考虑有效围压的影响,建立了弹性模量与有效围压的幂函数关系;同时采用Drucker-Prager破坏准则来表示含天然气水合物沉积物微元强度,并假设其微元强度服从Weibull分布,从而建立了含天然气水合物沉积物的损伤统计本构模型,与不同有效围压下的试验结果及已有研究成果相比较,表明了所建模型能够很好地模拟三轴剪切条件下含水合物沉积物试样的应力-应变关系特性。此研究成果可对含天然气水合物沉积物工程性状的数值模拟提供参考。 展开更多
关键词 含天然气水合物沉积物 有效围压 Drucker-Prager破坏准则 统计损伤理论
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含天然气水合物沉积物分解过程的有限元模拟 被引量：6
3
作者 吴二林 魏厚振 +1 位作者 颜荣涛 韦昌富 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2811-2821,共11页
温度和压力的变化会引起含天然气水合物沉积物的分解,其过程伴随着相态转换、孔隙水压力和气压力耗散、热传导、骨架变形等过程的相互耦合作用。基于多孔介质理论建立了描述含天然气水合物沉积物分解过程的数学模型,考虑了水合物分解产... 温度和压力的变化会引起含天然气水合物沉积物的分解,其过程伴随着相态转换、孔隙水压力和气压力耗散、热传导、骨架变形等过程的相互耦合作用。基于多孔介质理论建立了描述含天然气水合物沉积物分解过程的数学模型,考虑了水合物分解产生的水、气流动、水合物相变和分解动力学过程、热传导、骨架变形等过程的耦合作用。基于有限元法,建立了模拟水合物分解过程的数值模型,并编制了计算机分析程序。通过对降压法和升温法开采过程的数值模拟,揭示了在水合物分解过程中沉积物储层的变形、压力、温度等因素的变化规律。结果表明:降压法和升温法都会导致储层变形以及产生超孔隙压力,但两种方法作用效果不同;同时,水合物分解过程包含渗流及热传导作用。 展开更多
关键词 含天然气水合物沉积物 降压法 升温法 有限元法
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海底扩散体系含天然气水合物沉积物制样方法与装置 被引量：5
4
作者 魏厚振 韦昌富 +2 位作者 颜荣涛 吴二林 陈盼 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2972-2976,共5页
天然气水合物是分布在海洋和大陆多年冻土中的一种具有巨大商业开发价值的新型战略性替代能源。同时,含天然气水合物地层中水合物的分解将带来严重的地质灾害和气候问题的关注。试验室内开展含天然气水合物沉积物物理力学性质研究需要... 天然气水合物是分布在海洋和大陆多年冻土中的一种具有巨大商业开发价值的新型战略性替代能源。同时,含天然气水合物地层中水合物的分解将带来严重的地质灾害和气候问题的关注。试验室内开展含天然气水合物沉积物物理力学性质研究需要首先解决的是制样问题,即在试验室内快速形成符合现场原位形成模式的试样,并且水合物均匀分布于土样孔隙中。海洋天然气水合物主要是在扩散体系中形成的,即溶解在水中的气体以扩散迁移的方式进入温压条件适合的地层内与水结合生成天然气水合物。文中试验方法与装置利用高压恒流泵驱动溶有气体的去离子水在土样中循环,采用磁力搅拌装置加速和增大气体在水中的溶解,使土样在较短时间内被溶气水饱和,然后将土样温度降低至与气体压力相对应的相变温度以下后,溶于水中的气体与水结合生成水合物析出,且均匀地填充土样孔隙中。采用粉土和CO2气体试验表明,制得含水合物沉积物大约需1 d的时间,通过观察和测试含水率证明,所制得试样具有良好的均匀性,解决了目前在试验中采用的制样方法所制得的试样中水合物分布不均匀以及水合物形成时间过长的问题,为进一步开展含天然气水合物沉积物物理力学试验提供了技术保证。 展开更多
关键词 天然气水合物 含天然气水合物沉积物 制样方法与装置
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含天然气水合物沉积物相平衡问题研究综述 被引量：3
5
作者 魏厚振 颜荣涛 +3 位作者 韦昌富 吴二林 陈盼 田慧会 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2287-2294,2306,共9页
天然气水合物是一种战略性替代能源。同时,开发天然气水合物将是全球气候环境问题和地质灾害的诱发因素之一。含天然气水合物沉积物(简称HBS)的相平衡问题对天然气水合物资源勘探、评估与开发利用以及环境影响均具有重要的基础作用。自... 天然气水合物是一种战略性替代能源。同时,开发天然气水合物将是全球气候环境问题和地质灾害的诱发因素之一。含天然气水合物沉积物(简称HBS)的相平衡问题对天然气水合物资源勘探、评估与开发利用以及环境影响均具有重要的基础作用。自然界中赋存于沉积物之中的天然气水合物的生成与分解与纯水体系中水合物的生成与分解具有很大区别。通过总结国内外研究资料,以天然气水合物开发利用中的岩土工程问题研究需要为出发点,详细介绍了HBS的沉积物物性、孔隙水盐度和气体组分对沉积物中水合物相平衡关系影响以及HBS相平衡研究中有关制样方法技术、各组分含量测试以及相平衡关系理论模型研究方面的国内外研究现状。研究成果表明,HBS的沉积物物性、孔隙水盐度和气体组分均对天然气水合物相平衡关系具有显著影响,试验研究中应用了很多先进方法技术,但仍然存在定量精度较低或实施成本较高等问题;基于微观尺度建立的有关HBS的相平衡宏观模型能较好地模拟与预测HBS的相平衡关系,但其表达式复杂、参数较多和不易获得制约了其在天然气水合物开采中的有关岩土力学与工程理论研究和工程实践中应用。 展开更多
关键词 含天然气水合物沉积物 相平衡关系 沉积物物性 孔隙水盐度 气体组分
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含天然气水合物沉积物的岩石物性模型与似海底反射层的AVA特征 被引量：48
6
作者 宋海斌 Matsubayashi Osamu +3 位作者 杨胜雄 吴能友 江为为 郝天珧 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期546-556,共11页
研究含天然气水合物沉积物的岩石物性模型与似海底反射层的振幅随入射角变化 (AVA)特征 .基于时间平均 -Wood加权方程、三相介质波传播理论模型和弹性模量模型 ,计算并阐述含天然气水合物岩石弹性参数与水合物饱和度、含游离气岩石弹性... 研究含天然气水合物沉积物的岩石物性模型与似海底反射层的振幅随入射角变化 (AVA)特征 .基于时间平均 -Wood加权方程、三相介质波传播理论模型和弹性模量模型 ,计算并阐述含天然气水合物岩石弹性参数与水合物饱和度、含游离气岩石弹性参数与游离气饱和度的关系 ;给出不同模型AVA特征 .结果表明 ,不同天然气水合物饱和度、不同游离气饱和度的各种组合呈现形态相似但反射系数值不同的AVA特征 . 展开更多
关键词 天然气水合物 岩石物性 饱和度 振幅随入射角变化 似海底反射层 海洋沉积物 游离气
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基于分形孔隙模型的含天然气水合物沉积物电阻率数值模拟 被引量：13
7
作者 陈玉凤 吴能友 +1 位作者 梁德青 胡榕华 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期128-134,共7页
电阻率法是确定天然气水合物(以下简称水合物)饱和度的重要方法,通过数值模拟可以有效研究含水合物沉积物的电阻率特性,但过去构建的孔隙模型由于约束条件较少,而与实际的孔隙结构存在着较大的差异。为此,基于自然界沉积物具有自相似特... 电阻率法是确定天然气水合物(以下简称水合物)饱和度的重要方法,通过数值模拟可以有效研究含水合物沉积物的电阻率特性,但过去构建的孔隙模型由于约束条件较少,而与实际的孔隙结构存在着较大的差异。为此,基于自然界沉积物具有自相似特征,选定地毯总边长为3和颗粒边长为1的谢尔宾斯基地毯作为沉积物的分形孔隙模型,根据等效电阻网络模式建立了含水合物沉积物的电导模型,并利用上述模型分析了孔隙度、孔隙水电导率、沉积物骨架电导率等因素对含水合物沉积物电阻率与水合物饱和度关系的影响。研究结果表明:(1)含水合物沉积物的电阻率可以表示为孔隙度、面积比、微观结构尺寸、孔隙水电导度、沉积物骨架电导率及经验参数的函数;(2)孔隙水电导率和孔隙度的减小都会导致沉积物电阻率的增大;(3)含水合物沉积物的电阻率随水合物饱和度的增大而增大;(4)在高水合物饱和度范围内,含水合物沉积物的电阻率随沉积物颗粒骨架电导率的增大而明显减小。结论认为:在一定的水合物饱和度范围内,该分形孔隙模型计算结果与实验数据和测井数据都能较好地吻合,准确度较高。 展开更多
关键词 天然气水合物 沉积物 电阻率 分形模型 电导模型 水合物饱和度 电阻率增大指数 孔隙度
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含天然气水合物沉积物三维孔隙结构数值重建 被引量：2
8
作者 曾建邦 胡高伟 +3 位作者 李隆键 陈强 吴能友 王广君 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期128-133,共6页
三维孔隙结构重建是揭示沉积物内天然气水合物(以下简称水合物)形成机理及分布规律的基础和前提。在现有的数值重建方法中,模拟退火法被广泛应用。为使该方法的重建结构更加接近于实际,对该方法进行了改进,所构建的数值重建模型能够纳... 三维孔隙结构重建是揭示沉积物内天然气水合物(以下简称水合物)形成机理及分布规律的基础和前提。在现有的数值重建方法中,模拟退火法被广泛应用。为使该方法的重建结构更加接近于实际,对该方法进行了改进,所构建的数值重建模型能够纳入沉积物颗粒形状(包括圆球状、椭球状、扁球状、长扁球状、片状和针状)、尺寸分布(如正态分布)以及水合物分布模式(如胶结状、悬浮状或颗粒状)等重要结构与统计信息,并利用改进后的模型对含水合物沉积物的三维孔隙结构进行了数值重建。最后,对重建的沉积物(不含水合物)孔隙结构进行特征化分析,可获得沉积物内孔隙率和孔径分布等信息;对重建的含水合物沉积物孔隙结构进行特征化分析,可获得各组分体积分布及其截面平均体积分数沿x轴方向的分布曲线等信息。结论认为:所开发的数值重建模型能够重建出与实际情况较为接近的含水合物沉积物三维孔隙结构,且能揭示水合物分布模式对沉积物孔隙内水(或冰)和天然气空间分布的影响。 展开更多
关键词 含天然气水合物 沉积物 孔隙结构 分布模式 模拟退火法 数值重建 特征化分析
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含天然气水合物泥质粉砂沉积物电阻率变化规律
9
作者 骆汀汀 张宸毅 +4 位作者 陈雨露 孙翔 杨维好 宋永臣 朱一铭 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期186-198,共13页
现有研究结果表明,研究含天然气水合物(以下简称水合物)泥质粉砂沉积物电阻率特性对于安全、高效开发水合物藏具有重要意义,但目前关于细粒沉积物中颗粒排挤型水合物影响的研究较少,尤其是对沉积物固结收缩、受力变形和剪切破坏过程中... 现有研究结果表明,研究含天然气水合物(以下简称水合物)泥质粉砂沉积物电阻率特性对于安全、高效开发水合物藏具有重要意义,但目前关于细粒沉积物中颗粒排挤型水合物影响的研究较少,尤其是对沉积物固结收缩、受力变形和剪切破坏过程中储层电阻率的变化规律认识尚不充分。为此,采用3种制样方法制备了含不同饱和度水合物泥质粉砂沉积物,探究了沉积物在降温、水合物生成、N2气体驱替、水饱和、三轴固结和剪切破坏各阶段中电阻率的变化规律,并对固结和剪切阶段中电阻率的各因素敏感性进行了分析。研究结果表明:①水合物生成会急剧增大沉积物电阻率至1 kΩ·m以上,含20%和40%饱和度水合物沉积物电阻率差值超过350Ω·m,而水饱和过程则促使电阻率减小至40Ω·m以下;②有效围压由1.0 MPa增大到1.5 MPa时,饱和气状态下含20%饱和度水合物沉积物电阻率最大可降低253Ω·m,而饱和水状态下降幅约为2Ω·m;③沉积物导电能力受孔隙介质相态变化影响显著,主要机制为水合物生成堵塞导电通道,水饱和强化电流传导,而水合物胶结能力下降和孔隙气残余则会弱化电流传导。结论认为,孔隙介质和外部压力是影响泥质粉砂沉积物电阻率变化的两大重要因素,后续研究中应加强这些因素进行耦合分析,以期为海洋水合物开采过程中储层扰动风险预测提供理论支持。 展开更多
关键词 天然气水合物 泥质粉砂沉积物 电阻率 孔隙介质 水合物饱和度 有效围压 水合物分解与再生成
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琼东南盆地第四系物源及对天然气水合物勘探的启示
10
作者 熊鹏飞 方小宇 +5 位作者 汪贵锋 杨佳蔚 陆江 王子雯 杨浦 姜涛 《地质学报》 北大核心 2025年第4期1398-1408,共11页
琼东南盆地被认为具有较好的天然气水合物资源潜力,第四系是水合物主要赋存层,但对第四系沉积物的物源演化却少有研究。本文基于琼东南盆地8口钻井所揭示的第四系沉积物重矿物和地球化学数据,结合数理统计分析方法,讨论了第四系沉积物... 琼东南盆地被认为具有较好的天然气水合物资源潜力,第四系是水合物主要赋存层,但对第四系沉积物的物源演化却少有研究。本文基于琼东南盆地8口钻井所揭示的第四系沉积物重矿物和地球化学数据,结合数理统计分析方法,讨论了第四系沉积物的物源、物源迁移路径以及对水合物勘探的指示意义。研究表明,琼东南盆地第四纪时期主要接收红河、莺西和海南岛物源,不同区域物源贡献有明显差异。北部坳陷区以赤褐铁矿、钛铁矿、锆石、磁铁矿为特征矿物,主要受海南岛物源影响,海南岛物源存在受重力影响的垂向和受洋流控制由东向西的物源迁移路径。莺琼结合区受红河和海南岛物源共同作用,越靠近琼东南盆地,沉积物受海南岛物源作用越强。中央坳陷区同时接收三大物源补给,以莺西物源贡献为主,莺西物源自西向东混合海南岛和红河物源后,共同补给到中央坳陷。此外,中央凹陷区存在重晶石和黄铁矿等天然气水合物特征自生矿物异常,推断陵水凹陷东南部为水合物有利勘探区,尤其是LS6井附近;在乐东凹陷东南部下伏地层中天然气藏发育的潜力较大。 展开更多
关键词 琼东南盆地 第四系 沉积物源 重矿物 天然气水合物
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水合物沉积物弹塑性本构模型的建立及开发
11
作者 蒋正波 袁庆盟 李宙兴 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第11期4706-4712,共7页
明晰水合物沉积物(gas hydrate-bearing sediments, GHBS)的应力-应变特征,是实现海域天然气水合物安全开采的重要前提。为定量探究水合物的生成对GHBS力学特性的影响,通过室内试验测试了不同围压和不同水合物饱和度的影响,结果表明,水... 明晰水合物沉积物(gas hydrate-bearing sediments, GHBS)的应力-应变特征,是实现海域天然气水合物安全开采的重要前提。为定量探究水合物的生成对GHBS力学特性的影响,通过室内试验测试了不同围压和不同水合物饱和度的影响,结果表明,水合物主要增大了GHBS的黏聚强度,而内摩擦角大致不变。为表征GHBS复杂的力学特性,通过前期建立的弹塑性本构模型进行预测,对比发现本构模型具有一定的适用性。在此基础上,基于ABAQUS提供的UMAT用户材料子程序接口,利用FORTRAN语言编写了本构模型的计算机程序,植入ABAQUS中,实现了对本构模型的开发。对GHBS的单个单元和三轴试样进行有限元仿真,结果表明开发的本构模型是有效和稳定的。 展开更多
关键词 天然气水合物沉积物 黏聚强度 本构模型 模型开发 数值模拟
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东沙海域浅层沉积物硫化物分布特征及其与天然气水合物的关系 被引量：34
12
作者 刘坚 陆红锋 +2 位作者 廖志良 陈道华 程思海 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期258-262,共5页
对南海东沙海域浅层沉积物中硫化物的含量进行了分析,结果表明,沉积物中硫化物的含量与沉积物顶空气甲烷含量有密切的关系,在存在顶空气甲烷高异常的沉积物岩心中,沉积物中硫化物含量明显高于无甲烷异常的沉积物岩心,且随层位深度的增加... 对南海东沙海域浅层沉积物中硫化物的含量进行了分析,结果表明,沉积物中硫化物的含量与沉积物顶空气甲烷含量有密切的关系,在存在顶空气甲烷高异常的沉积物岩心中,沉积物中硫化物含量明显高于无甲烷异常的沉积物岩心,且随层位深度的增加,其含量明显增大,存在显著的变化梯度带。碎屑矿物鉴定结果表明,沉积物中硫化物主要以黄铁矿的形式存在。浅层沉积物中高含量的硫化物与天然气水合物分解形成的甲烷流有直接的关系,反映了下部沉积物中可能存在天然气水合物。 展开更多
关键词 东沙海域 浅层沉积物 硫化物 天然气水合物
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南海北部陆坡细粒沉积物天然气水合物系统的形成模式初探 被引量：50
13
作者 吴时国 董冬冬 +6 位作者 杨胜雄 张光学 王志君 李清平 梁金强 龚跃华 孙运宝 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1849-1857,共9页
我国在南海北部陆坡的细粒沉积物中首次钻获水合物样品,为深入了解这一特殊成藏体系的形成机制,本研究以钻探区域高精度的二维和三维多道地震资料为基础,通过精细的地球物理解释和地质分析,探讨了该天然气水合物系统的成藏控制因素.细... 我国在南海北部陆坡的细粒沉积物中首次钻获水合物样品,为深入了解这一特殊成藏体系的形成机制,本研究以钻探区域高精度的二维和三维多道地震资料为基础,通过精细的地球物理解释和地质分析,探讨了该天然气水合物系统的成藏控制因素.细粒沉积物天然气水合物系统中水合物的富集过程存在着三个特殊的控制因素:(1)大面积丰富的含甲烷流体的参与.南海北部深水盆地广泛存在的异常热流体活动促使深部的热解成因天然气或浅层的生物成因气运移到水合物稳定带,有利于水合物的发育.热流体活动表现为底辟和气烟囱构造,在地震剖面上,表现为地震声学模糊带、同相轴下拉或中断、顶部出现反射亮点,这些构造直抵水合物稳定带.在气烟囱或底辟构造顶部通常有BSR伴生,说明热流体活动与水合物成藏具有密切关系;(2)断裂构造的发育在水合物稳定带中细粒沉积物的成核和生长过程中具有重要的作用,一方面促进稳定带流体的垂向和侧向运移,另一方面,构造裂缝可能成为成核和生长过程的空间;(3)大型海底滑坡导致了地层中超压流体活动和构造裂缝的发育,从而促进了水合物富集.在上述研究基础上,提出了南海北部水合物钻探区高饱和度水合物成藏模式. 展开更多
关键词 天然气水合物 细粒沉积物 热流体活动 成藏模式 南中国海
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南海北部陆坡天然气水合物及其赋存沉积物特征 被引量：32
14
作者 刘昌岭 孟庆国 +4 位作者 李承峰 孙建业 贺行良 杨胜雄 梁金强 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期41-50,共10页
南海北部陆坡的天然气水合物样品各具特色,神狐海域天然气水合物样品肉眼不可见,是典型的分散型水合物;珠江口盆地东部海域天然气水合物样品具有块状、脉状、结核状及分散状等多种赋存形式。在实验室内,采用现代分析仪器对这些水合物及... 南海北部陆坡的天然气水合物样品各具特色,神狐海域天然气水合物样品肉眼不可见,是典型的分散型水合物;珠江口盆地东部海域天然气水合物样品具有块状、脉状、结核状及分散状等多种赋存形式。在实验室内,采用现代分析仪器对这些水合物及其赋存的沉积物样品进行了系统的分析测试,研究了南海北部陆坡神狐、珠江口盆地东部海域天然气水合物的微观结构、水合指数、气体组成等基本特征,探讨了沉积物对天然气水合物赋存形式及微观分布的影响。结果表明,神狐海域沉积物中富含钙质微化石和有孔虫有利于水合物生成,且水合物主要分布在其腔体内;珠江口盆地沉积物颗粒更细,且不含微化石与有孔虫,故难以生成分散状水合物。研究区天然气水合物是典型的Ⅰ型结构,主要组成气体是甲烷,占99.4%以上;神狐海域与珠江口盆地水合物中甲烷分子在大笼的占有率99.3%以上,在小笼中分别为85.7%和91.4%,相应的水合指数分别为5.99和5.90。碳、氢同位素的综合研究表明,研究区天然气水合物的甲烷主要来源于微生物作用下的CO_2还原。 展开更多
关键词 天然气水合物 神狐海域 珠江口盆地 拉曼光谱 沉积物 气体组成
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松散沉积物中天然气水合物生成、分解过程与声学特性的实验研究 被引量：24
15
作者 胡高伟 业渝光 +4 位作者 张剑 刁少波 刘昌岭 王红霞 王家生 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期465-474,共10页
为了解松散沉积物中天然气水合物的生成和分解规律以及水合物对沉积物声学特性的影响，在粒径0．18—0．28mm天然沙中进行了甲烷水合物的生成和分解实验，并利用超声波探测技术和时域反射技术实时测量了反应体系的声学参数与含水量。结... 为了解松散沉积物中天然气水合物的生成和分解规律以及水合物对沉积物声学特性的影响，在粒径0．18—0．28mm天然沙中进行了甲烷水合物的生成和分解实验，并利用超声波探测技术和时域反射技术实时测量了反应体系的声学参数与含水量。结果表明：根据水合物的生成和分解速率，可将水合物的生成过程分为初始生长期、快速生长期和稳定期3个阶段，分解过程可分为初始分解期和样品表层水合物快速分解期以及样品内、外层水合物均快速分解期3个阶段；由温度和压力数据的分析，得出水合物先在沉积物表层生长，然后在沉积物内、外层迅速生成；由水合物分解过程3个阶段的平均分解率，得出水合物的分解是一个由慢到快的过程。对声学参数的研究表明：水合物在松散沉积物中先胶结骨架颗粒而生成，使纵波速度和声波衰减在饱和度0—1％之间陡然增大；随后水合物开始在沉积物孔隙中形成悬浮粒子，造成超声波信号在饱和度1％-90％间淬熄，声波速度无法获取。研究结果在揭示沉积物中水合物与颗粒间接触机制的同时，为海上地球物理勘探中地震信号的解释提供了新的思路。 展开更多
关键词 天然气水合物 松散沉积物 饱和度 声波速度 衰减
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沉积物中天然气水合物减压分解实验 被引量：16
16
作者 孙建业 业渝光 +2 位作者 刘昌岭 张剑 刁少波 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期614-621,共8页
基于自行研发的天然气水合物开采实验装置,进行了沉积物中甲烷水合物减压分解实验研究,并用时域反射技术（TDR）实时监测水合物分解过程中其饱和度的变化。实验采用粒径为0.18~0.35 mm的干砂,0.03%的十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液和高纯... 基于自行研发的天然气水合物开采实验装置,进行了沉积物中甲烷水合物减压分解实验研究,并用时域反射技术（TDR）实时监测水合物分解过程中其饱和度的变化。实验采用粒径为0.18~0.35 mm的干砂,0.03%的十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液和高纯甲烷气体。实验结果表明：水合物减压分解过程中不同层位的温度与水合物饱和度存在差异,体现了一定沉积环境下水合物的分解规律,位于沉积物上层与外侧的水合物先分解;TDR技术测量水合物饱和度时,压力迅速降低不会对TDR波形产生影响,TDR曲线变化仅由水合物分解引起;水合物分解时TDR技术测得其饱和度变化规律与根据分解气体总量计算的结果一致,说明该技术可以准确实时监测水合物饱和度变化。 展开更多
关键词 天然气水合物 沉积物 减压分解 TDR 饱和度
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海洋浅表层沉积物和孔隙水的天然气水合物地球化学异常识别标志 被引量：43
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作者 蒋少涌 凌洪飞 +3 位作者 杨竞红 陆尊礼 陈道华 倪培 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期87-94,共8页
天然气水合物是一种赋存在低温、高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源。研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,己建立了一套较为成... 天然气水合物是一种赋存在低温、高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源。研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,己建立了一套较为成熟的地球化学识别方法。但是,在没有钻井岩心的情况下,如何通过浅表层(<20m)沉积物和孔隙水及底层海水的地球化学分析来识别海底可能存在的天然气水合物,是国际国内天然气水合物勘查中面临的一道难题。通过对国际上己有数据和资料的全面总结,尝试提出了一系列在海底浅表层条件下识别天然气水合物赋存的地球化学异常标志,包括底层海水的烃类气体及其同位素组成异常,沉积物中有机碳和水的含量异常,沉积物中孔隙水的元素和同位素组成异常,沉积物中气体含量异常及沉积物中自生碳酸盐矿物的化学和同位素组成异常等。这些标志的建立将有助于在我国海域开展天然气水合物的勘查工作。 展开更多
关键词 海洋天然气水合物 地球化学 浅表层沉积物 孔隙水 赋存形态 有机碳
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沉积物中天然气水合物合成及开采模拟实验研究 被引量：13
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作者 孙建业 业渝光 +3 位作者 刘昌岭 赵广涛 刁少波 孟庆国 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1289-1294,共6页
基于自行研发的天然气水合物模拟开采实验装置,进行了电加热法和减压法2种开采技术的实验研究。实验材料采用粒径为0.18-0.25 mm的自然砂,0.03%的十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液和高纯甲烷,每次实验都分为水合物合成和开采两个阶段。实验... 基于自行研发的天然气水合物模拟开采实验装置,进行了电加热法和减压法2种开采技术的实验研究。实验材料采用粒径为0.18-0.25 mm的自然砂,0.03%的十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液和高纯甲烷,每次实验都分为水合物合成和开采两个阶段。实验结果表明：水合物首先在沉积物体系上层与外侧生成,然后在体系内部逐渐生成。在电加热法开采过程中,可分为初始分解、沉积物体系升温、大量分解3个阶段,加热点的位置、热量传递方向和速率决定着沉积物中水合物的分解位置和速率,该方法能量利用率较低。在减压法开采过程中,水合物分解速度先快后慢,设置的分解压力越低,分解速度越快。 展开更多
关键词 天然气水合物 电加热开采 减压开采 模拟实验 沉积物
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南海琼东南海域沉积物的微量元素地球化学特征及其对天然气水合物的指示意义 被引量：9
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作者 邓义楠 方允鑫 +5 位作者 张欣 陈芳 王海峰 任江波 刘晨晖 关瑶 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期70-81,共12页
天然气水合物已成为重要的战略资源。为探讨天然气水合物富集区的微量元素特征及其指示意义,对琼东南海域沉积物进行系统采样,分析了样品主、微量元素和TOC地球化学特征,并采用氧化还原状态以及氧化还原敏感元素与TOC相关关系的分析方... 天然气水合物已成为重要的战略资源。为探讨天然气水合物富集区的微量元素特征及其指示意义,对琼东南海域沉积物进行系统采样,分析了样品主、微量元素和TOC地球化学特征,并采用氧化还原状态以及氧化还原敏感元素与TOC相关关系的分析方法进行探讨。结果显示:沉积物相较于上地壳更为富集Sr、Pb、Th、U、Zn、Cu和Mo元素,Th/U和V/Sc比值在纵向上呈系统的变化,表层沉积物处于还原的沉积状态,大量富集Mo和U。初步推断研究区部分沉积物可能处于硫化带,使其出现氧化还原敏感元素(Mo和U)的富集,这些特征或由下部天然气水合物分解释放大量的甲烷所导致。表层沉积物孔隙水中出现的硫化带以及Mo和U元素异常,可作为新的地球化学指标以识别下部可能存在的天然气水合物资源。 展开更多
关键词 微量元素 海洋沉积物 硫化氢 天然气水合物 琼东南海域
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台西南盆地含天然气水合物沉积层测井响应规律特征及其地质意义 被引量：7
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作者 梁劲 王静丽 +3 位作者 陆敬安 康冬菊 匡增桂 杨承志 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期32-40,共9页
文章分析了台西南盆地渗漏型和扩散型天然气水合物沉积层的测井曲线特征,并通过对比DSDP 84航次570号钻孔含天然气水合物层段测井资料,结合研究区的区域地质条件、水合物饱和度、钻井岩心资料以及地震反射剖面特征,总结出台西南盆地天... 文章分析了台西南盆地渗漏型和扩散型天然气水合物沉积层的测井曲线特征,并通过对比DSDP 84航次570号钻孔含天然气水合物层段测井资料,结合研究区的区域地质条件、水合物饱和度、钻井岩心资料以及地震反射剖面特征,总结出台西南盆地天然气水合物沉积层的测井响应规律及其地质意义,结果表明:研究区含水合物沉积层的测井曲线有高电阻率、高声波速度、高中子孔隙度、低补偿密度和低自然伽马的"三高两低"的异常特征,渗漏型水合物层测井曲线"三高两低"特征较扩散型明显,渗漏型水合物沉积层内水合物碳氢气体浓度高,在断层通道内高度聚集形成块状水合物,水合物的饱和度最高达到100%,水合物分解后形成碳酸盐层,部分碳氢气体沿裂隙向上运移后再次形成的水合物层,扩散型水合物主要分布在水合物稳定带的底部,水合物呈分散状存在于沉积物中,水合物分布范围较大,气体容积扩散,碳氢气体浓度下降,水合物的最高饱和度为31%,水合物气源主要为微生物成因气,裂解气可能以生物降解气的形式与微生物气为水合物的形成共同提供气源。研究区断层、断裂和气烟囱等构造发育,地震反射剖面上具有似海底反射(BSR)、振幅空白带、BSR与地层斜交、穹状反射(速度振幅异常而形成的眼球状结构)等水合物响应特征。 展开更多
关键词 台西南盆地 天然气水合物 含水合物地层 测井响应 碳氢气体 似海底反射
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