刘 莉, 马慧龙, 蒋 平, 陈孔磊， 颜荣涛

(1.广西建筑新能源与节能重点实验室， 桂林 541004； 2.中国海洋大学海洋地球科学学院， 青岛 266100； 3.广西北投兴东置业有限公司， 南宁 530029)

天然气水合物(俗称可燃冰)是由气体(主要为甲烷)和水在高压低温条件下形成的类冰状非化学计量的笼型化合物[1]，广泛分布在海洋陆地边缘和寒区冻土深处的孔隙中[2]。在中国，甲烷水合物主要存在于南海、东海和青藏高原等地域，中国正处在快速发展的阶段，对能源需求量的日益增大，由于甲烷水合物储量大、洁净、能源密度高、埋藏浅等特点吸引了国家的高度重视，并取得了一系列的重要进展。中国于2007年、2008年、2013年分别在南海神狐海域、祁连山冻土区、珠江口盆地等地区成功获取了天然气水合物实物岩心试样[3-5]。特别是2017年和2020年，中国地质调查局在南海神狐海域的两次成功试采[6-7]，标志着中国在该领域走在了世界前列。

天然气水合物是一把双刃剑，在给人类带来机遇的同时，也让人类面临着重要的挑战。水合物在开采过程中产生气体和水，孔压急剧上升，同时水合物的分解弱化了土颗粒间的胶结作用，引起储层的强度降低，可能会引发海底沉降，海底滑坡等灾害，造成钻井平台失稳、海底管道损坏、井壁崩塌等事故，以及未及时捕获甲烷，甲烷逃逸到海水和大气中，造成海水中大量生物的死亡和温室效应等后果[8]。因此，深度刻画含水合物沉积物的强度和变形特性是保证天然气水合物安全高效开采的重要前提。……