天然气水合物开采的土力学问题:现状与挑战

• 作者: 周家作 李文涛 田慧会 陈盼 韦昌富 颜荣涛 马田田
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 天然气水合物 沉积物 土力学 力学特性 发展趋势 测试技术 理论模型 数值模拟
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 开发工程
• 页码范围: 116-132
• 页数: 17页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2020.08.009

摘要

有效确定含天然气水合物(以下简称水合物)沉积物的工程力学特性并厘清其随水合物分解过程的变化规律,是实现水合物安全、高效开采的前提和保证.为此,围绕水合物开采过程所涉及的关键土力学问题,从物理力学特性的关键测试技术、沉积物的力学特性、含水合物沉积物的物理力学模型、水合物开采过程土力学多场耦合数值模拟等方面,分析和评述了国内外最新相关研究现状、存在的缺陷与不足,进而探讨了上述研究方向未来的发展趋势.结论 认为,尽管经过20多年来的发展,有关水合物开采的理论、方法和技术均取得了显著的进展,但从岩土力学的角度来看,目前仍然面临着以下挑战:①大尺度含水合物沉积物试样的人工制备;②含水合物沉积物微细观组构的精细探测与定量表征;③组构变化对含水合物沉积物力学特性的影响机理与规律;④开采扰动下,流沙发生的条件及对储层稳定性的影响机制;⑤开采扰动下,多相多组分含水合物储层的多过程耦合问题;⑥水合物分解/生成条件下,含水合物沉积物的本构响应;⑦有关水合物开采过程数学模型的适定性问题;⑧高效稳定的水合物开采过程数值模型的全耦合解法.