气体垂向运移体系下天然气水合物声学特性模拟实验研究

葛成红66

【文件名】 气体垂向运移体系下天然气水合物声学特性模拟实验研究
【文件格式】 CAJ
【页数】 123
【内容介绍】    天然气水合物具备巨大的资源潜力，在世界范围内广泛分布，在我国海域和陆上冻土带中也逐渐发现了水合物。当前，以地震波技术为主的地球物理勘探技术仍是海洋天然气水合物勘探的主要手段。由于野外获取的数据难以在水合物饱和度和声速之间建立关系，因此人们通常用实验的方法将水合物饱和度和声速之间建立相应的关系并进行速度模型验证。在合适的模型基础上希望利用获取的地震波参数和声波测井数据对储层资源量进行估算与评价。己有研究大多在封闭体系下对天然气水合物生成分解过程中声学响应特征进行研究，对更接近水合物实际成藏过程的气体运移条件下声学响应特征了解甚少。因此，采用实验模拟的方法研究气体垂向运移体系中水合物储层的声学特性，将对水合物地球物理勘探和资源评价具有重要意义。    本文通过模拟气体垂向运移条件下水合物在沉积物中生成和分解过程，利用超声探测技术和时域反射技术(TDR)，实时探测水合物的声速和饱和度变化，确定不同甲烷通量对水合物饱和度、声学响应特征的影响。通过上述模拟实验获取动态体系中声速随水合物饱和度的变化规律，验证速度模型在各种条件下的适应情况。在此基础上，同封闭体系下水合物形成过程中声学特性进行对比，揭示不同体系下含水合物沉积物的声学响应特征差异，根据理论模型和声学数据探讨水合物生成模式。通过相应的研究，一方面在技术方面取得创新，另一方面在不同体系下水合物的声学响应、速度模型的选取和水合物微观分布方面取得了新的认识，也为更加逼真模拟水合物的形成和真实理解水合物成藏过程提供了重要实验依据。
    在实验技术方面，采用数字示波器优化和改进了实验技术的数据采集系统，将数字示波器替代A/D数据采集卡应用到超声数据采集系统，相比数据采集卡数字示波器具有同等的数据存储和采集功能，并且在实验过程中能对待测波形进行直观观测，应用取得良好的效果。在实验装置中实现气体垂向运移体系，使用压差控制系统为气体的流动提供驱动力，为防止沉积物中水分的散失和气体运移通道的堵塞，将微孔烧结板、防水透气砂和下气室加热底板应用到实验体系，保证实验过程的顺利进行。将BROOKS质量流量控制器应用到实验体系，实现对反应体系的气体流量控制。
  关键词:天然气水合物;饱和度;声学特性;速度模型;微观分布
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gaozhen2009