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沉积物-冰晶界面作用力为渗漏型水合物成藏与失稳机制提供重要信息

来源:地调局青岛海洋所 作者:李彦龙 发布时间:2022-08-30

近日,自然资源部天然气水合物重点实验室海洋水合物工程地质风险评价研究取得新进展,该研究揭示了沉积物-水合物晶粒之间的界面作用力演化特征及其主控因素,发表在国际能源领域顶级期刊《Fuel》杂志(1区,影响因子8.035)。

渗漏型水合物是重要的海洋天然气水合物系统,水合物通常以结核状、脉状、块状等形式赋存于沉积物中,这些水合物单体与其包覆沉积物之间的界面作用力是评价渗漏型水合物系统的潜在工程风险和地质灾害的关键。据此,研究人员利用具有自主知识产权的水合物-沉积物界面作用力测试技术,用冰作为水合物替代物,分别研究了纯水合物块体、饱和水合物的砂质沉积物及饱和水合物沉积物-纯水合物单体接触面的力学性质,提出了上述三者在不同应力条件下的潜在破坏模式。在此基础上,研究人员构建了渗漏型水合物的“树状”分布模式,即认为渗漏型水合物通常不会单独存在,而是与扩散型水合物相伴相生;饱和水合物沉积物-纯水合物单体接触面的力学稳定性随着剪切速率的增大而降低。上述研究对于重新认识渗漏型水合物系统的成藏演化特征及人工扰动作用下的力学失稳行为具有重要意义。

渗漏型水合物系统的破坏潜势分布及“树状”分布模式

近年来,课题组在海洋水合物工程地质风险评价领域取得了一系列重要成果,构建了涵盖微米-亚微米-厘米-米级别的水合物工程地质风险评价成套装备,利用实验模拟辅助数值模拟的研究思路,揭示了不同类型的海洋水合物储层的破坏机理、演化模式和主控因素,为海洋水合物开发的地质风险承载力评价提供了重要支撑。

以上研究获得了青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东省专项经费(No.2021QNLM020002)、国家自然科学基金项目(41976074)和山东省泰山学者特聘专家项目(ts201712079)的联合支持。由来自银河国际网站www9992019、青岛海洋科学与技术国家实验室、中国地质大学(武汉)、中国石化工程技术研究院、中国石油大学(华东)的联合研究团队共同完成,李彦龙副研究员为本文第一作者,吴能友研究员和孙金声院士为通讯作者。

 

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