四氢呋喃水合物沉积物静动力学性质试验研究

利用研制的天然气水合物沉积物合成与力学性质测试一体化试验设备,以粉细砂土和蒙古砂土作为沉积物骨架,对四氢呋喃(THF)水合物沉积物进行了静动三轴试验,获得了水合物分解前后沉积物样品的应力-应变关系、强度和液化特性,对两种骨架的水合物沉积物的性质进行了对比,同时将水合物分解后的沉积物与对应的饱和土的动三轴试验结果进行了对比。结果表明：水合物沉积物均表现为塑性破坏;围压越大,水合物沉积物强度越高;水合物分解导致沉积物的强度大幅降低;水合物分解后沉积物液化所需的时间较饱和水沉积物缩短     

琼东南盆地块体搬运沉积区多类型水合物赋存特征与数值模拟

南海北部琼东南盆地陵水凹陷的钻探、三维地震与地球化学分析表明, 该区域发育热成因气控制的呈烟囱状反射特征的裂隙充填型和薄砂层的孔隙充填型水合物.不同站位水合物富集程度、厚度与赋存形态不同, 这种复杂水合物富集成藏的控制因素还有待进一步明确.本文利用宽频处理三维地震与随钻测井资料, 精细识别了裂隙充填型水合物发育的空间分布, 分析了断层与块体搬运沉积物对水合物赋存的影响, 通过建立重烃气体影响的Ⅱ型水合物稳定带底界, 并结合数值模拟方法, 定量模拟了多类型水合物形成与富集的控制因素.结果表明: 起源于基底隆起的断层连通了深部气源与浅部水合物稳定带, 控制着深部热成因气向上运移, 发育的多期块体搬运沉积内局部裂隙及下部的有利砂层, 使水合物在垂向上呈多层叠置分布特征.

     

深水油气浅层钻井的“三浅”地质灾害

深水浅层钻井过程中可能遇到浅水流、浅层气以及天然气水合物层分解等3种浅层地质灾害（简称＂三浅＂）。要规避这些风险,必须需要开展浅水流、浅层气和天然气水合物成因机理、识别特征及工程危害等方面的研究。国外利用地球物理识别技术和数值模拟方法,结合深水油气钻井测井开展了这方面的研究,在＂三浅＂地质灾害的形成机理和控制因素方面取得了较为重要的研究进展。目前国内学者利用地球物理方法在南海北部深水区LW3-1大气田的周围发现了超压系统、浅层气和天然气水合物。深水水道砂体的发现也推断南海北部深水区具有＂三浅＂地质灾害发育的地质条件。随着深水油气勘探开发的不断深入,评估和预测南海北部深水钻井的＂三浅＂地质灾害十分迫切。     

黄河侧修补给浅层地下水试验研究

通过对黄河下游山东东平县银山至滨州市段9条实测断面详细的观测试验、系统分析研究,定性得出了黄河水与地下水之间的补排关系及其变化规律,采用科学合理的计算方法和验证,确定了该段黄河水补给地下水的范围和强度,为沿黄地区地下水资源评价提供了依据,对黄河水资源合理利用、黄河下游治理开发有重要意义。     

南海北部白云大型海底滑坡的几何形态与变形特征

利用二维、三维地震资料,结合多波束水深测量,在南海北部白云凹陷发现大型海底滑坡。白云大型海底滑坡可分为滑坡根部、滑坡主体和滑坡前缘3个主要部分,广泛发育滑坡陡壁、滑塌沟谷、滑移面、滑坡台阶等典型滑坡地貌。地震相特征表现为楔状弱振幅杂乱地震相,块状平行或渡状弱振幅中连续地震相,席状亚平行/波状弱振幅连续地震相,谷状水平充填中振幅、中连续地震相和丘状/透镜体状前积地震相等5种典型地震相特征。初步估算白云海底滑坡范围约为13000km2,滑坡分布受地形和海底沉积物岩性控制,晚期活动在中更新世。白云大型海底滑坡位于深水油气和天然气水合物的富集区,对油气和天然气水合物成藏作用和勘探开发具有重要的影响。     

纯氢与掺氢天然气节流特性及节流系数预测新方法

井筒气水两相管流节流前后动态特性分析与控制,对保障致密气等高压含水气井高效稳定安全开采和水合物防治具有重要意义。考虑等熵绝热、等压热容、等容热容、不同井深节流能量等因素,推导气水两相流体流经喷嘴的能量、动能和温度动态变化等热力学微分方程组,建立高压含水气井两相节流能量、节流系统热量、节流物质平衡和流体质量流量变化等井下节流场数学模型,提出一种气水两相井筒节流前后动态特性分析与控制方法,为优化井下节流器及其节流喷嘴的结构参数和保障气井流动安全提供理论依据。最后依据数值模拟手段及其判断结果,以鄂尔多斯盆地东缘大宁−吉县区块为例进行验证,以揭示高压含水气井喷嘴尺寸和深度、含水率、节流前压力和温度对节流前后动态特性的影响规律。结果表明：高压含水气井气水两相流体质量流量先是随节流压力比减小而呈指数级增大,并在压力比降至0.55阈值附近时达到最大值,增大喷嘴下入深度和含水率、同时降低节流前压力和温度,可提高节流后温度,有利于抑制水合物生成;且节流过程临界质量流量受喷嘴内径的影响最大,含水率和节流前压力次之,而节流前温度和喷嘴深度的影响最小,且增加含水率会提高临界质量流量,但产气量也随之下降;大宁–吉县区块现场工程实例分析表明,井下节流喷嘴内径由3.0 mm扩至5.0 mm和节流前压力由14 MPa增至18 MPa时,气水两相流体的临界质量流量提升幅度分别为179.3%和27.8%,而利用地层温度等将节流前温度由313 K升至333 K时,节流过程临界质量流量反而小幅下降且下降幅度仅为5.15%,为此,增大喷嘴内径及其下入深度和节流前压力同时降低节流前温度,有利于提高气水两相流体节流过程中临界质量流量,并提升高压含水气井的产气量。

     

天然气水合物诱因的深水油气开发工程灾害风险——以墨西哥湾深水钻井油气泄漏事故为例

随着深水油气资源的大力开发,与水合物有关的海洋工程安全问题日益增多.天然气水合物分解使得海底地层产生超孔隙压力,同时导致沉积物结构强度下降,容易引发气体泄漏、海底滑塌等工程事故,增加了海洋深水工程的灾害风险.2010年4月20日在美国墨西哥湾海域作业的BP公司“深水地平线”钻井平台爆炸并沉没,这一事故引发了墨西哥湾海域...     

水合物地层中考虑相变的轴对称热传导问题

沉积层中水合物热分解是一个含有水合物相变的热传导过程,相变界面的演化过程是水合物分解规律及相关灾害分析的最基本的问题。本文在试验观测和分析实际物理过程的基础上,建立了水合物沉积层中考虑混相-多相变阵面-多区域的热传导理论模型,并针对轴对称问题进行了系列数值模拟;模型试验测定了四氢呋喃水合物沉积物中不同热源温度下水合物相变阵面的演化过程。通过对比,水合物分解相变阵面扩展的数值与试验结果吻合较好。     

珠江口盆地陆架坡折带海底滑坡及其影响因素

为了解海底滑坡在陆架坡折演化过程中所起的作用并分析影响海底滑坡发育的因素,以最新采集的二维和三维地震资料为基础,综合运用了地貌分析和地震解释技术,通过对滑坡的地貌形态特征及地震响应特征进行详细刻画,在珠江口盆地陆架坡折带新近纪地层中识别出多处海底滑坡,明确了其分布范围并建立了滑坡发育的地质模式。分析认为,珠江口盆地相对海平面变化和流体活动的综合作用是导致研究区海底不稳定的主要因素。海底滑坡发源于海底峡谷的朔源侵蚀,向上陆坡扩展并终止于陆架坡折带。     

黄河侧渗补给浅层地下水试验研究

通过对黄河下游山东东平县银山至滨州市段9条实测断面详细的观测试验、系统分析研究，定性得出了黄河水与地下水之间的补排关系及其变化规律，采用科学合理的计算方法和验证，确定了该段黄河水补给地下水的范围和强度，为沿黄地区地下水资源评价提供了依据，对黄河水资源合理利用、黄河下游治理开发有重要意义。