2011年1月15日,中海石油研究中心组织专家组,在广州召开由中科院力学所土力学组承担的863课题“天然气水合物模拟开采技术研究”中“含水合物地层机械特性研究”子课题的验收会。验收专家组听取了子课题负责人鲁晓兵副研究员的验收汇报,认真审阅了课题组提交的验收材料,并进行了质询;专家组认为该子课题很好地完成了合同规定的水合物沉积物力学性质测试装置研制和力学性质测试,以及水合物分解对井口稳定性影响三方面的内容,一致同意该子课题通过评审验收。
该子课题主要取得了如下的进展:
一、研制了国内第一套水合物沉积物合成与力学性质测试的一体化装置。利用这套装置进行了系列的甲烷、二氧化碳和四氢呋喃水合物沉积物的力学性质实验研究,不仅为进一步的研究提供了装备和经验,而且为我国水合物的勘探和开采提供了初步的基本力学数据。
二、研制了国内外首套水合物分解引起含水合物地层及其中平台基础破坏的小模型实验装置,模拟了地层破坏和其中平台基础承载力和变形的变化。实验中发现了分层和喷发两种新的地层破坏模式,获得了分层和喷发破坏的临界条件,可为水合物相关的地层和结构破坏分析提供参考。
三、研究了水合物分解对穿过该层的井口的影响,获得了水合物分解范围、水合物层和盖层特性对井口变形的灵敏度,以及水合物分解引起的地层受影响范围的分析方法,可为穿过水合物层的井口安全设计和防护措施提供参考。
今后将在水合物力学性质和相关灾害方面做进一步研究,并将开展高效水合物开采方法研究。
置于低温室的水合物沉积物合成与力学性质测试的一体化装置
(由低温室、水合物合成、温度控制、加载、数据测量和处理等模块构成,温度,围压。)
无渗透情况下水合物分解后地层发生喷发破坏
(当水合物层上方盖层不渗透时,水合物分解后的高压气体导致喷发破坏)