多孔介質(zhì)中水合物飽和度與聲波速度關(guān)系的實驗研究.pdf

1、作為一種極有潛力的化石能源-海洋天然氣水合物日益受到人們更多的關(guān)注。目前，海洋地球物理勘探技術(shù)仍是海洋天然氣水合物勘探和開發(fā)的主要技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)和高效等特點。海洋沉積物中水合物飽和度與聲學(xué)特性關(guān)系是水合物地球物理探測技術(shù)的基礎(chǔ)。天然氣水合物是怎樣改變地震波的傳播，我們對此了解得還很不夠。 關(guān)于多孔介質(zhì)中聲波速度與水合物飽和度的關(guān)系，已經(jīng)有一些理論模型。然而，在同一地區(qū)用不同的理論和模型得出的結(jié)果卻有很大的不同，這就需要進(jìn)行實驗驗

2、證和參數(shù)分析以確定模型使用的適用性。 在實驗室中，模擬自然環(huán)境中天然氣水合物賦存的條件，測量多孔介質(zhì)中不同水合物飽和度情況下的聲波速度，并研究兩者之間的關(guān)系，可為水合物實際地震勘探數(shù)據(jù)采集、處理和解釋，圈定含水合物沉積層的范圍，估算天然氣水合物的蘊藏量等方面提供指導(dǎo)意見，在方法和應(yīng)用研究上具有重要意義。 本文研制了一套實驗裝置，將超聲技術(shù)和時域反射(TDR)技術(shù)結(jié)合，可以同時測量多孔介質(zhì)中水合物的飽和度與聲波速度等參數(shù)。

3、使用該裝置在固結(jié)人工巖心以及松散沉積物中進(jìn)行了共計58個輪次的天然氣水合物生成和分解實驗，得到了可靠的實驗結(jié)果。實驗中溫壓、超聲和TDR探測水合物的生成和分解均十分靈敏，而且，三種方法所探測到的生成點、分解點吻合，這說明利用超聲技術(shù)和TDR技術(shù)聯(lián)合探測多孔介質(zhì)中水合物的飽和度與聲速是十分有效的。 實驗得出了固結(jié)人工巖心中水合物飽和度與聲波速度(包括縱波速度Vp和橫波速度Vs)的關(guān)系，并使用實測的實驗數(shù)據(jù)對時間平均方程、伍德及其修

4、正方程、李權(quán)重方程和BGTL理論等常用的水合物飽和度估算模型進(jìn)行了驗證。實驗結(jié)果表明，李權(quán)重方程和BGTL理論的速度預(yù)測值與實驗值比較吻合，有廣泛的適用性。對于李權(quán)重方程中W和n的取值、BGTL理論中G和n的取值在文中分別給出了-些建議，可以為兩模型的實際應(yīng)用提供一些參考。 實驗發(fā)現(xiàn)，水合物飽和度對沉積物聲學(xué)特性的響應(yīng)關(guān)系十分復(fù)雜，單一的模型或模型中參數(shù)的單一取值方式可能并不能完全適應(yīng)所有的應(yīng)用實例。在本實驗人工固結(jié)巖心中天然氣