目錄前言第1章水合物沉積物力學性質11.1引言11.2水合物的結構31.3影響水合物沉積物力學性質的主要因素41.3.1天然氣水合物形成的影響51.3.2孔喉尺度和沉積物顆粒表面性質對水合物增長和分布的影響81.4水合物沉積物力學性質現場調查方法111.4.1地球物理勘探法111.4.2鉆孔取心法141.4.3測井法151.4.4觸探171.5室內實驗181.5.1三軸實驗191.5.2基于保壓巖心分析及傳輸系統的物理和力學參數測量281.5.3直剪實驗301.5.4共振柱實驗321.6水合物沉積物力學參數實驗351.6.1純冰、純水合物三軸實驗結果381.6.2蒙古砂為骨架的四氫呋喃水合物沉積物三軸實驗391.6.3黏土高溫燒制骨架的四氫呋喃水合物三軸實驗411.6.4飽和粉砂應力應變*線431.6.5四氫呋喃水合物粉砂沉積物力學性質實驗441.6.6含冰和甲烷水合物沉積物力學性質實驗461.6.7含冰和甲烷水合物沉積物力學參數匯總501.6.8不含冰的粉細砂土水合物沉積物力學參數531.6.9水合物分解過程中沉積物力學參數561.7直剪實驗601.8水合物沉積物動態力學特性實驗621.8.1實驗材料與裝置631.8.2實驗步驟與內容671.8.3水合物沉積物動態力學性質實驗691.8.4水合物沉積物動態力學參數模型941.9蠕變特性實驗1081.9.1實驗1081.9.2水合物沉積物蠕變實驗擬合*線1131.10水合物沉積物力學性質理論模型1131.10.1水合物沉積物力學參數(模量、強度)與水合物飽和度的關系模型1131.10.2水合物沉積物強度模型1271.10.3應力應變關系理論模型1321.11小結143參考文獻143第2章水合物分解引起的土層層裂和噴發破壞1522.1引言1522.2水合物分解引起土層層裂實驗1532.2.1實驗設計1542.2.2傳感器布置1562.2.3實驗步驟1582.2.4實驗結果與討論1592.2.5分層破壞模型分析1672.3水合物分解引起土層中氣體噴發實驗模擬1712.3.1實驗裝置與實驗技術1712.3.2實驗步驟1732.3.3實驗現象和特征1732.3.4水合物分解引起土層破壞的能量評估1782.3.5小結1832.4層裂和噴發破壞的理論分析1832.4.1層裂1832.4.2噴發的分析1882.4.3小結193參考文獻194第3章水合物分解對井筒及結構物的影響1973.1水合物鉆采潛在風險1973.2水合物分解對垂直井筒/管道的影響1983.2.1問題量綱分析1993.2.2水合物完全分解條件下垂直井筒及周圍土層變形與破壞分析2003.2.3水合物逐漸分解條件下井筒及周圍土層變形分析2233.2.4水平井降壓開采時地層變形數值模擬2273.2.5水合物分解對海床上水平管道的影響2403.3小結242參考文獻243第4章水合物分解引起的海床滑塌2464.1引起海底水合物分解的因素2464.2水合物分解引起的海底滑坡及災害鏈2474.2.1水合物分解相關的海底滑坡案例2474.2.2水合物分解相關的海底泥石流2494.2.3環境影響2504.3理論研究2514.3.1考慮水合物分解后地層強度降低的極限平衡方法2514.3.2基于土層分層的土層滑塌模型2524.4實驗研究2564.4.1問題及量綱分析2564.4.2模型制備2604.4.3水合物分解后土層滑塌離心機模擬實驗2634.4.4生物生成甲烷制備水合物沉積物的離心機實驗結果2684.4.5水合物分解引起地層變形的小比尺模型實驗2764.5水合物分解引起的海底泥石流2894.6水合物分解引起地層滑塌的數值模擬2914.6.1商用軟件計算的可靠性2924.6.2穩定性(滑坡起動)判別條件2924.6.3控制參量2924.6.4模型建立2944.6.5模擬結果與分析2944.7小結328參考文獻328第5章水合物開采過程中的現場監測及數據處理3345.1試采監測項目簡介3345.2聲波傳播特性3385.3滲透性3445.3.1滲透率模型3465.3.2滲流規律3475.4含水合物地層的熱力學參數及考慮水合物相變的傳熱規律3505.4.1熱力學參數3505.4.2含水合物地層中的熱傳導3535.4.3水合物的電阻特性3745.4.4安全監測及數據處理系統3865.4.5小結393參考文獻393