含水合物松散沉积物的声学特性模拟实验研究

摘要

天然气水合物作为一种潜在的能源日益受到越来越多的重视。固体的海洋天然气水合物大部分存在于海底未固结沙和泥中,与孔隙流体相比,具有较高的弹性波参数,适于声学模拟实验。本文在“石英砂+SDS溶液+甲烷”体系中,模拟海底沉积物中天然气水合物赋存于沉积物的生成和分解过程,联合弯曲元测试技术和时域反射测试技术,动态实时探测水合物生成、分解过程中声学参数随水合物饱和度的变化,为天然气水合物储层的勘探和资源评价提供一些基础的地球物理参数。
　　 将弯曲元测试技术应用到含水合物松散沉积物的声学测量中,分析了纵横波传播时间的确定方法及其标定方法;将时域反射技术应用到含水合物松散沉积物中水合物饱和度测量中,确定了水合物饱和度测量方法。
　　 进行了水合物的生成分解实验,结果表明:天然气水合物在生成过程中会填充沉积物颗粒间的孔隙,增加沉积层的弹性性质,纵横波速随水合物生成量的增加而增大;声速在不同水合物饱和度阶段变化的速率不相同,显现分段式变化;当水合物饱和度低于76％左右时,在同一水合物饱和度下,水合物生成过程中的纵波速度明显高于分解过程中的纵波速度。
　　 在探讨粒径对含水合物松散沉积物声学特性影响方面,得出粗粒径沉积物可能更有利于水合物的生成;在相同的饱和度下,不同粒径沉积物的波速不同;在不同水合物饱和度阶段,不同粒径沉积物的声速随饱和度变化的快慢也不同。