(大连理工大学学术文库)天然气水合物储层力学特性及本构模型研究

图书标准信息

• 作者 李洋辉 著
• 出版社 大连理工大学出版社
• 出版时间 2018-11
• 版次 1
• ISBN 9787568511001
• 定价 45.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 472页
• 字数 155千字

【内容简介】

现阶段提出的天然气水合物开采方法主要有注热法、降压法、注化学试剂法以及CO2置换法等，其基本思路都是通过破坏天然气水合物稳定存在的温度、压力条件，促使其在地层中分解为天然气和水，然后将天然气采集至地面并加以利用。然而，天然气水合物分解会造成储层胶结结构的破坏，在地层应力作用下，储层会由于承载力下降而发生沉降或变形，并且随着开采过程中水合物分解区域的扩展，可能导致储层发生剪切破坏，进而诱发海底滑坡、生产平台下陷倒塌等灾害。因此，在天然气水合物资源商业化开采之前，必须充分了解和掌握天然气水合物储层的力学稳定性及其失稳的内在机制，以确保开采过程的安全。

  《大连理工大学学术文库：天然气水合物储层力学特性及本构模型研究》分为7章：第1章介绍了天然气水合物勘探与开发的现状，系统地综述了天然气水合物储层力学稳定性国内外研究进展，主要包括相关设备的研制、力学特性实验研究、本构模型研究等；第2章研究了冻土区天然气水合物沉积物的力学特性、强度准则及其本构模型；第3章研究了含冰粉天然气水合物的力学特性及强度准则；第4章详细阐述了天然气水合物分解（注热法、降压法）对海底沉积物力学特性的影响；第5章研究了海底气饱和天然气水合物沉积物的力学特性及其影响因素，并与水饱和天然气水合物沉积物的力学特性进行了比较；第6章比较了CO2与天然气水合物沉积物力学特性的差异，阐明了置换法开采天然气水合物储层的力学稳定性；第7章提出了一个适用于海底天然气水合物沉积物的弹塑性本构模型，介绍了与模型相关的基本理论（修正剑桥模型、次加载面理论等）、基本假设、本构方程的诱导以及本构方程的验证和参数的确定。

【作者简介】

李洋辉，1985年出生，2013年获大连理工大学能源与环境工程专业博士学位。2014年留校任讲师，同年赴日本山口大学开展了为期两年的博士后研究（JSPS Fellow）。2017年至今，任大连理工大学副教授。主要从事天然气水合物安全、高效开采技术研究，具体包括天然气水合物储层宏观和微观力学特性、本构关系、热一固多场耦合的储层变形计算及储层稳定性评价研究等，相关成果获2013年度海洋工程科学技术奖特等奖、2015年度辽宁省博士学位论文和2017年度***自然科学奖一等奖等

【目录】

章  绪论

1.1  天然气水合物勘探与开发现状

1.2  天然气水合物与地质灾害

1.3  天然气水合物储层稳定性研究进展

1.3.1  天然气水合物沉积物力学特性实验装置研究进展

1.3.2  天然气水合物沉积物力学特性实验研究进展

1.3.3  天然气水合物沉积物本构模型研究进展

第2章  冻土区天然气水合物沉积物力学特性研究

2.1  实验装置、材料与方法

2.1.1  实验装置

2.1.2  实验材料

2.1.3  实验方法与步骤

2.1.4  实验内容

2.2  冻土区天然气水合物沉积物力学特性

2.2.1  应力应变曲线

2.2.2  围压影响

2.2.3  温度影响

2.3  冻土区天然气水合物沉积物强度准则

2.3.1  不同围压条件下冻土区天然气水合物沉积物强度准则

2.3.2  高围压条件下冻土区天然气水合物沉积物强度准则

2.4  高围压条件下冻土区天然气水合物沉积物本构模型

2.4.1  天然气水合物沉积物的修正Duncan―Chang模型

2.4.2  修正Duncan―Chang模型验证

第3章  含冰粉天然气水合物力学特性研究

3.1  实验装置、材料与方法

3.1.1  实验装置与材料

3.1.2  实验方法与步骤

3.1.3  实验内容

3.2  含冰粉天然气水合物力学特性

3.2.1  应力应变曲线

3.2.2  围压影响

3.2.3  水合物体积含量影响

3.2.4  含冰粉天然气水合物破坏强度

3.3  含冰粉天然气水合物强度准则

第4章  天然气水合物分解对海底沉积物力学特性影响研究

4.1  实验装置、材料与方法

4.1.1  实验装置

4.1.2  实验材料

4.1.3  实验方法与步骤

4.1.4  实验内容

4.2  注热分解对海底天然气水合物沉积物力学特性影响

4.2.1  注热分解对等压固结试样力学特性的影响

4.2.2  注热分解对K2固结试样力学特性的影响

4.3.1  降压分解对等压固结试样力学特性的影响

4.3.2  降压分解对K2固结试样力学特性的影响

4.4  降压速率、降压幅度对试样变形特性及饱和度的影响

第5章  海底气饱和天然气水合物沉积物力学特性研究

5.1  实验装置、材料与方法

5.1.1  实验装置与材料

5.1.2  实验方法与步骤

5.1.3  实验内容

5.2  海底气饱和天然气水合物沉积物力学特性

5.2.1  水合物饱和度影响

5.2.2  孔隙压力影响

5.2.3  有效围压影响

5.2.4  温度影响

5.2.5  气饱和与水饱和天然气水合物沉积物力学特性差异

第6章  CO2与天然气水合物沉积物力学特性比较研究

6.1  实验装置、材料与方法

6.1.1  实验装置与材料

6.1.2  实验方法与步骤

6.1.3  实验内容

6.2  CO2与天然气水合物沉积物力学特性比较

6.2.1  应力应变曲线

6.2.2  饱和度影响

6.2.3  有效围压影响

6.2.4  温度影响

6.2.5  剪切强度比较

第7章  海底天然气水合物沉积物本构模型研究

7.1  本构模型介绍

7.1.1  修正剑桥模型简介

7.1.2  次加载面理论简介

7.2  海底天然气水合物沉积物本构模型

7.2.1  基本假设

7.2.2  本构方程诱导

7.2.3  本构方程验证及参数的确定

参考文献

内容摘要
李洋辉著的《天然气水合物储层力学特性及本构模型研究》分为7章：章介绍了天然气水合物勘探与开发的现状，系统地综述了天然气水合物储层力学稳定性国内外研究进展，主要包括相关设备的研制、力学特性实验研究、本构模型研究等；第2章研究了冻土区天然气水合物沉积物的力学特性、强度准则及其本构模型；第3章研究了含冰粉天然气水合物的力学特性及强度准则；第4章详细阐述了天然气水合物分解(注热法、降压法)对海底沉积物力学特性的影响；第5章研究了海底气饱和天然气水合物沉积物的力学特性及其影响因素，并与水饱和天然气水合物沉积物的力学特性进行了比较；第6章比较了CO2与天然气水合物沉积物力学特性的差异，阐明了置换法开采天然气水合物储层的力学稳定性；第7章提出了一个适用于海底天然气水合物沉积物的弹塑性本构模型，介绍了与模型相关的基本理论(修正剑桥模型、次加载面理论等)、基本假设、本构方程的诱导以及本构方程的验证和参数的确定。