天然氣水合物主要賦存于海底沉積物中,具有能量密度高、規(guī)模大、資源量大、埋藏淺、清潔等特點,被喻為二十一世紀最具有開發(fā)前景的戰(zhàn)略新型能源。同時,由于天然氣水合物需要嚴格的賦存環(huán)境,使得其開采問題也成為一個世界性的熱點和難點,開采不當可導致嚴重的環(huán)境、地質問題,因此了解含水合物沉積物的力學特性對其開采的穩(wěn)定性顯得尤為重要。電阻率法能夠高效便捷的反映含天然氣水合物沉積物的相關特性,若能將其應用于水合物的工程實踐中,將產生巨大的經(jīng)濟效應。因此,本文主要探究水合物飽和度對含水合物試樣力學特性的影響及水合物生成過程中的電阻率變化。本文以粉土、廈門標準砂、自配的模擬南海沉積土三種土體分別與四氫呋喃溶液混合形成的含四氫呋喃水合物試樣為研究對象,采用壓實法制備三軸試樣,利用冰柜對試樣進行誘導形成四氫呋喃水合物,通過低溫環(huán)境下的特殊無側限壓縮試驗以及電阻率觀測試驗,探討了不同土體、不同水合物飽和度、不同試樣控制干密度對其無側限抗壓強度的影響規(guī)律,同時探究四氫呋喃水合物生成前后試樣電阻率的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):（1）在相同的干密度下,三種土體壓制而成的含四氫呋喃水合物試樣的無側限抗壓強度隨著水合物飽和度的升高... 

【文章來源】：桂林理工大學廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球天然氣水合物分布圖[6]

桂林理工大學碩士學位論文2角洲、阿拉斯加北部、日本Nankai海槽和中國等地均逐步進行[7]。由于天然氣水合物均存在于高壓低溫的環(huán)境，使得其在脫離了該條件下極易發(fā)生分解，而且1體積的天然氣水合物在通常情況下分解可產生0.8體積的水和164體積的甲烷氣體，體積的急速膨脹使得水合物的分解會造成海底滑坡等災害，并對海床表面造成結構性破壞[8-9]（圖1.2）。圖1.2水合物分解引起的海底滑坡[8]因此，開展天然氣水合物的相關研究可以了解、預防由其引發(fā)的工程地質災害，對早日實現(xiàn)新能源的開發(fā)使用有著深遠的意義。1.2研究現(xiàn)狀與存在問題1.2.1國內外研究現(xiàn)狀國外學者關于天然氣水合物的研究始于1810年，但研究初始發(fā)展較為緩慢，直到20世紀30年代，HammerShmidt發(fā)現(xiàn)了水合物堵塞輸油管路現(xiàn)象，這才使得水合物問題受到了眾多學者的廣泛關注。一方面是由于當時水合物并沒有引起科學界的重視，另一方面是由于當時人類對于能源的需求完全能夠滿足，使得人們并沒有大力地去尋找開發(fā)新能源。但是，隨著科技的發(fā)展，以及人類生產活動和新能源的需求與日劇增，天然氣水合物由于其巨大的儲存量和工業(yè)、商業(yè)價值，相關的研究才迅速開展。20世紀90年代，我國才開始對天然氣水合物進行試驗研究。與其他國家相比，我國從事這一相關工作的研究起步較晚，但也是發(fā)展迅猛。2009年9月，我國科學家在青海省祁連山脈經(jīng)過長期的探查，最終成功地鉆探出了天然氣水合物樣品，這意味著中國成為全球第一次在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的國家；并且在2017年5月，中

桂林理工大學碩士學位論文9曲線見圖2.2。表2.2試驗土樣的基本物性指標比重最大孔隙比最小孔隙比不均與系數(shù)曲率系數(shù)2.640.710.456.050.498圖2.2標準砂顆粒級配分布曲線其三為自配模擬南海沉積土，為了更好的研究南海水合物沉積物的相關特性。我們分析了南海沉積物的級配曲線以及顆粒的組成，根據(jù)張輝對SH3號站以及Liu對SH2、SH7號站采集的土樣分析，將其擬合后并在室內采用伊利石和砂土根據(jù)擬合的級配曲線稱取一定的質量，均倒入拌土器使其顆粒分布均勻。根據(jù)《土工試驗方法標準》（GB/T50123—1999）[36]，對砂樣進行了基本物理性質指標的測定，比重為2.65，土樣的配制參照圖2.3南海沉積土顆粒級配分布曲線圖[37]。圖2.3南海沉積土顆粒級配分布曲線圖01020304050607080901000.010.1110小于某粒徑顆粒百分數(shù)(%)粒徑直徑(mm)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]天然氣水合物開采過程甲烷氣泄漏海床基高密度電阻率法監(jiān)測效果模擬與分析[J]. 吳景鑫,郭秀軍,賈永剛,孫翔,李寧.  吉林大學學報(地球科學版). 2018(06)
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博士論文
[1]天然氣水合物沉積物強度及變形特性研究[D]. 李洋輝.大連理工大學 2013
[2]多相土石復合介質電阻率特性理論及應用研究[D]. 汪魁.重慶交通大學 2013

碩士論文
[1]多孔介質中水合物的核磁共振成像實驗研究[D]. 姚蕾.大連理工大學 2010



本文編號：3098201