南海海槽东部首个天然气生产试验站位含水合物浊积岩储层的力学性质

摘要

研究海底沉积物力学性质对于地质灾害（如：海底滑坡、海底沉降）发生的预测和海洋工业海底施工的设计都具有重要的意义。本次研究，对含天然气水合物的砂质和泥质一粉砂质沉积物进行了三轴应力测试。在南海海槽东部，通过保压取心获得了这些沉积物，同时该区域也是日本第一个海洋水合物生产试验区。对沉积物进行了各种属性测试，其中孔隙度约为40％-50％，并随着距海底深度的增加而逐渐减小。泥质．粉砂质沉积物的粒度小于10μm，而砂质沉积物的粒度约100μm。渗透率的估算是利用三轴应力试验的固结过程和X射线衍射分析等技术手段，取决于云母、高岭石和蒙脱石等细粒沉积物的含量。对于泥质-粉砂质沉积物进行含水压力测试的结果显示，其远大于各种条件下所测试的孔隙压力值。这一力学行为表明所取得的岩心样品为正常固结沉积物。脱水压力测试的结果表明，砂质沉积物的强度和刚度随水合物饱和度的增加而增加。此外，水合物储层的体积应变从压缩变为膨胀。结果显示水合物饱和度值超过70％。南海海槽东部水合物浊积岩储集层的剪切强度为围压的函数。