天然氣水合物-力學特性及開採安全評價 魯曉兵 張旭輝 梁前勇等 9787030805256 【台灣高等教育出版社】

目錄

前言 第一章 水合物沉積物力學性質1 1 1引言1 1 2水合物的結構3 1 3影響水合物沉積物力學性質的主要因素4 1 3 1天然氣水合物形成的影響5 1 3 2孔喉尺度和沉積物顆粒表面性質對水合物增長和分佈的影響8 1 4水合物沉積物力學性質現場調查方法11 1 4 1地球物理勘探法11 1 4 2鑽孔取心法14 1 4 3測井法15 1 4 4觸探17 1 5室內實驗18 1 5 1三軸實驗19 1 5 2基於保壓岩心分析及傳輸系統的物理和力學參數測量28 1 5 3直剪實驗30 1 5 4共振柱實驗32 1 6水合物沉積物力學參數實驗35 1 6 1純冰、純水合物三軸實驗結果38 1 6 2蒙古砂為骨架的四氫呋喃水合物沉積物三軸實驗39 1 6 3黏土高溫燒制骨架的四氫呋喃水合物三軸實驗41 1 6 4飽和粉砂應力應變曲線43 1 6 5四氫呋喃水合物粉砂沉積物力學性質實驗44 1 6 6含冰和甲烷水合物沉積物力學性質實驗46 1 6 7含冰和甲烷水合物沉積物力學參數匯總50 1 6 8不含冰的粉細砂土水合物沉積物力學參數53 1 6 9水合物分解過程中沉積物力學參數56 1 7直剪實驗60 1 8水合物沉積物動態力學特性實驗62 1 8 1實驗材料與裝置63 1 8 2實驗步驟與內容67 1 8 3水合物沉積物動態力學性質實驗69 1 8 4水合物沉積物動態力學參數模型94 1 9蠕變特性實驗108 1 9 1實驗108 1 9 2水合物沉積物蠕變實驗擬合曲線113 1 10水合物沉積物力學性質理論模型113 1 10 1水合物沉積物力學參數(模量、強度)與水合物飽和度的關係模型113 1 10 2水合物沉積物強度模型127 1 10 3應力應變關係理論模型132 1 11小結143 參考文獻143
第2章 水合物分解引起的土層層裂和噴發破壞152 2 1引言152 2 2水合物分解引起土層層裂實驗153 2 2 1實驗設計154 2 2 2傳感器佈置156 2 2 3實驗步驟158 2 2 4實驗結果與討論159 2 2 5分層破壞模型分析167 2 3水合物分解引起土層中氣體噴發實驗模擬171 2 3 1實驗裝置與實驗技術171 2 3 2實驗步驟173 2 3 3實驗現象和特徵173 2 3 4水合物分解引起土層破壞的能量評估178 2 3 5小結183 2 4層裂和噴發破壞的理論分析183 2 4 1層裂183 2 4 2噴發的分析188 2 4 3小結193 參考文獻194
第3章 水合物分解對井筒及結構物的影響197 3 1水合物鑽采潛在風險197 3 2水合物分解對垂直井筒/管道的影響198 3 2 1問題量綱分析199 3 2 2水合物完全分解條件下垂直井筒及周圍土層變形與破壞分析200 3 2 3水合物逐漸分解條件下井筒及周圍土層變形分析223 3 2 4水平井降壓開採時地層變形數值模擬227 3 2 5水合物分解對海床上水平管道的影響240 3 3小結242 參考文獻243
第4章 水合物分解引起的海床滑塌246 4 1引起海底水合物分解的因素246 4 2水合物分解引起的海底滑坡及災害鏈247 4 2 1水合物分解相關的海底滑坡案例247 4 2 2水合物分解相關的海底泥石流249 4 2 3環境影響250 4 3理論研究251 4 3 1考慮水合物分解後地層強度降低的 限平衡方法251 4 3 2基於土層分層的土層滑塌模型252 4 4實驗研究256 4 4 1問題及量綱分析256 4 4 2模型製備260 4 4 3水合物分解後土層滑塌離心機模擬實驗263 4 4 4生物生成甲烷製備水合物沉積物的離心機實驗結果268 4 4 5水合物分解引起地層變形的小比尺模型實驗276 4 5水合物分解引起的海底泥石流289 4 6水合物分解引起地層滑塌的數值模擬291 4 6 1商用軟件計算的可靠性292 4 6 2穩定性(滑坡起動)判別條件292 4 6 3控制參量2924 6 4模型建立294 4 6 5模擬結果與分析294 4 7小結328 參考文獻328
第5章 水合物開採過程中的現場監測及數據處理334 5 1試采監測項目簡介334 5 2聲波傳播特性338 5 3滲透性344 5 3 1滲透率模型346 5 3 2滲流規律347 5 4含水合物地層的熱力學參數及考慮水合物相變的傳熱規律350 5 4 1熱力學參數350 5 4 2含水合物地層中的熱傳導353 5 4 3水合物的電阻特性374 5 4 4安全監測及數據處理系統386 5 4 5小結393 參考文獻393

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