天然气水合物岩样三轴力学试验研究

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1、第)替第t期石油钻探技术V()1．，l0NL)．12()12年7月IErI、R()LEUMI)RII1IN(；FECHNIQUES_IL】1．，2【)l2．_钻井完井doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2012．04．011天然气水合物岩样三轴力学试验研究孙晓杰，程远方，李令东，崔青，李清平。(1．天津中油渤星工程科技有限公司，天津300451；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580；3．中海油研究总院北京100027)摘要：天然气水合物是一种洁净、高效、资源量巨大的新型能源，而天然气水合物的力学性

2、质与水合物的钻探、海底地质灾害等密切相关，因此，开发天然气水合物需要了解其力学性质。为此，用覆膜砂烧结成岩样，采用原位合成方式制取不同水合物饱和度的水合物沉积物岩样，利用自主研制的水合物原位测量系统，在不同围压条件下研究了不同水合物饱和度的水合物沉积物岩样的力学性质。结果表明，水合物沉积物岩样的抗压峰值强度随着围压、水合物饱和度的增大而增大，内聚力随着水合物饱和度的增大而增大，而泊松比、内摩擦角不随水合物饱和度变化。根据库伦一摩尔准则并结合试验结果建立了围压、水合物饱和度与含水合物岩样峰值强度的半经验数学模型，可为深水水合物钻探所涉及的水合

3、物强度参数的选取，以及室内试验的理论分析及数值模拟提供一定的支持。关键词：天然气水合物原位合成力学性质封闭压力饱和度数学模型中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1001—0890(2012)04—0052—06TriaxialCompressionTestonSyntheticCoreSamplewithSimulatedHydrate-BearingSedimentsSunXiaojie，ChengYuanfang~，LiLingdone，CuiQing2，LiQingping3(1．TianjinBo—XingEngineeri

4、ngScience&TechnologyCo．，Ltd．，CNPC，Tianjin，300451，China；2．SchoolofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Huadong)，Qingdao，Shandong，266580，China；3．CNtX)CResearchInstitute，Beijing，100027，China)Abstract：Naturalgashydrateisanewenergyofclean，efficientand1argeamountofres

5、ources．There—searchesonmechanicalpropertiesofhydrate-bearingsedimentsiscloselyconnectedwithhydratedrilling，geologicalhazardsandmanyotheraspects．Therefore，thedevelopmentsofgashydrateneedtoknowthemechanicalpropertiesofthegashydrate．Forthisreasons，coatedsandinthelaboratorywas

6、sinteredintothetestspecimen，andthensynthetichydrate—bearingsedimentswithdifferentsaturationweremadeasthein-situhydrate．Aseriesoftriaxialsheartestswerecarriedoutonartificialhydratebearingsedimentswithdifferenthydratesaturationandconfiningpressure．Thetestingresultsshowedthat

7、withtheincreasingofconfiningpressureandhydratesaturation，thecompressivepeakstrengthwasenhanced，andthecohesionalsoincreased，butinternalfrictionalangleandPoissonratiohavenoremarkablechange．AccordingtotheexperimentalresultsandMorh-CoulombCriterion，thesemi—empiricalmathematica

8、lmodelofthepeakstrengthaboutdifferenthydratesaturationandconfiningpressurewasestablished，