刘艳军，董孟阳，江磊磊，李 文，黄志强



天然气水合物沉积物颗粒影响实验

刘艳军，董孟阳，江磊磊，李 文，黄志强

（西南石油大学机电工程学院，四川成都 610500）

通过利用SHW-III型水合物岩样声电力学测试装置，以石英砂和棕刚玉作为赋存介质，开展了60%、80%孔隙饱和度下不同颗粒对天然气水合物沉积物基础物性（声波波速、动态力学参数、胶结强度）影响的实验研究。得到纵波波速范围3542.6～4383.7 m/s，横波波速范围2163.9～2572.1 m/s，动态力学参数杨氏模量范围21.995～40.731 GPa，泊松比范围0.156～0.237等实验数据。当前实验条件下研究结果表明：不同颗粒类型、不同颗粒粒径作为天然气水合物沉积物骨架，最终形成的水合物沉积物电阻值相差不大；同一种颗粒粒径下的沉积物孔隙饱和度越高，声波传播速度越快，而相同类型的沉积物声波传播速度随其颗粒粒径的减小而增加；得到适用于60%、80%孔隙饱和度下一定颗粒粒径范围（0.42～1.8 mm）的以石英砂作为赋存介质时合成的天然气水合物沉积物声波波速拟合公式。通过压缩实验发现：天然气水合物沉积物的抗胶结程度随着沉积物颗粒粒径的减小而增强，随着孔隙饱和度的减小而下降。

天然气水合物沉积物；孔隙饱和度；声波波速；动态力学参数

天然气水合物（natural gas hydrate，简称NGH），是由小分子烃类（主要是CH4）与水分子在低温和高压条件下依靠范德华力形成的一种非化学计量笼形晶体物质[1-2]，其常见结构有Ⅰ型、Ⅱ型和H型 3种[3]。在标准状态下，1 m3的天然气水合物可以释放出150～180 m3的甲烷气体[4]。作为一种新的矿产资源，由于其储量丰富、分布范围广、储能密度高，且燃烧生成物清洁无污染的特点，被专家学者广泛认为是21世纪最有潜力的接替能源[5]。……