沉积物中甲烷水合物饱和度测定及其力学特性研究

在自主研制的实验装置上合成甲烷水合物,采用时域反射技术(TDR)实时监测甲烷水合物生成过程中饱和度的变化,并与系统的压力降法计算的饱和度进行了对比。结果表明TDR法简单易行,结果可靠。对含甲烷水合物沉积物进行了一系列不排水三轴压缩实验,结果表明,含甲烷水合物沉积物的抗剪强度随着有效围压的增加和水合物饱和度的增加而增大;粘聚力随着甲烷水合物饱和度的增加而明显增加,但内摩擦角变化并不显著。在此基础上,提出了抗剪强度与有效围压和水合物饱和度的关系模型。

南海海槽东部第二渥美海丘首个天然气水合物生产测试站位采获的含水合物样品的物理性质和沉积特征

在开发天然气水合物前，阐明甲烷水合物储层和沉积物的物理性质十分重要。2012年保压取心作业期间，在日本南海海槽东北部弧前盆地外脊之一的第二渥美海丘西北部陆坡采集保压岩心。在甲烷水合物富集区域（MHCZ）的浊积岩序列中采集保压岩心；这些岩心在船上进行无损性质分析，并采集岩心X射线计算机层析成像的图像。通过x射线图片观察岩心的内部结构，可以判断岩心的质量。在船上测量保压岩心的P波速度和体积密度，并与随钻测井（LWD）数据进行比较。保压取心器采集的岩心的P波速度与通过几种方法计算的甲烷水合物饱和度进行比较。在一般情况下，随钻测井（LWD）测量的P波速度相当于随钻测井计算的天然气水合物饱和度。在保压岩心分析和随钻测井不同的垂直分辨率校正后，保压岩心的P波速度与测井计算的甲烷水合物饱和度契合很好。在海底以下290～300m层位，随钻测井计算的甲烷水合物饱和度与相同层位岩心的P波速度不一致。这个差异可能是因为测井和取心井之间横向岩性的不均一性，具有不同的局部水合物结晶／沉淀环境。