天然气水合物开采的土力学问题:现状与挑战

有效确定含天然气水合物(以下简称水合物)沉积物的工程力学特性并厘清其随水合物分解过程的变化规律,是实现水合物安全、高效开采的前提和保证。为此,围绕水合物开采过程所涉及的关键土力学问题,从物理力学特性的关键测试技术、沉积物的力学特性、含水合物沉积物的物理力学模型、水合物开采过程土力学多场耦合数值模拟等方面,分析和评述了国内外最新相关研究现状、存在的缺陷与不足,进而探讨了上述研究方向未来的发展趋势。结论认为,尽管经过20多年来的发展,有关水合物开采的理论、方法和技术均取得了显著的进展,但从岩土力学的角度来看,目前仍然面临着以下挑战:①大尺度含水合物沉积物试样的人工制备;②含水合物沉积物微细观组构的精细探测与定量表征;③组构变化对含水合物沉积物力学特性的影响机理与规律;④开采扰动下,流沙发生的条件及对储层稳定性的影响机制;⑤开采扰动下,多相多组分含水合物储层的多过程耦合问题;⑥水合物分解/生成条件下,含水合物沉积物的本构响应;⑦有关水合物开采过程数学模型的适定性问题;⑧高效稳定的水合物开采过程数值模型的全耦合解法。     

武汉市耕地及粮食产量时空演变分析

随着经济发展、武汉市城市化的快速扩张，耕地不断被占用开发，耕地面积持续缩减，武汉市农业发展规划中明确强调要确保粮食播种面积，全力抓好粮食生产与农产品供给。为跟踪武汉市耕地与粮产动态及驱动因子，基于武汉市1980～2020年五个时期的土地利用数据和InVEST模型对粮食产量进行模拟估算。研究结果如下：由于快速城市化过程的占用，40年间武汉市耕地面积减少约34%。粮食产量分别为8.97×10⁵t、8.95×10⁵t、5.93×10⁵t、8.32×10⁵t、7.53×10⁵t，在时间上呈现缓慢减少-急剧减少-急剧增加-缓慢减少的变化特征，总体粮食产量降低。虽然40年间武汉市耕地面积缩减，粮食总产量下降，但随着耕地保护管理制度的完善及粮食生产科技的提升，粮食单位面积产量提升了22.22%。40年间粮食作物的空间分布呈现一致性，主要集中在汉南区、江夏区、黄陂区西部、新洲区东部、东西湖区西部及蔡甸区西部。     

五种开壳方式对牡蛎开壳效率和品质的影响

为了探明不同开壳方式对牡蛎开壳效率和品质的影响,采用水煮、蒸煮、微波、超高压和电击5种开壳方式对牡蛎进行开壳,以开壳率、张壳大小作为开壳效率的评价指标,以生鲜度、汁液流失率、闭壳肌蛋白质变性程度作为品质评价指标,综合对比几种开壳方法的开壳效率和品质,并分析其应用于牡蛎开壳的可行性.研究结果显示:微波开壳的效率最快,30...     

布木格油田SⅢ油层组沉积微相研究

针对布木格油田SⅢ组沉积微相类型不清楚、沉积环境模糊的问题,在层序地层学和沉积岩石学的理论指导下的方法采用了封闭骨架剖面控制对比的方法,在研究区内选择顺直物源方向的2条横贯全区的主干纵剖面和垂直物源方向的2条横贯全区的主干横剖面,构成区域骨架封闭剖面网的基础下进行了全区对比.根据研究区沉积环境等建立了8种测井相模式,绘...     

浅谈如何加强房地产工程造价管理

改革开放以来,中国的房地产行业发展快速发展,随之而来的便是房地产行业间的竞争。为了保持房地产行业的生命力,就必须要提升房地产工程造价管理水平,优化造价管理的方法,不断发挥其在房地产行业中关键作用。文章从房地产工程造价的含义以及我国工程造价管理的现状和加强工程管理造价的措施展开探讨,希望对提高造价管理水平有一定的借鉴意义。     

残留含气量影响的非饱和多孔介质流动过程

 多孔介质微观大小孔隙的分布及其连通具有随机性,使得流体在实际孔隙中的流动与理想单孔隙中迥异,当多孔介质中的含水量循环变化时,毛细滞回和残留含气量效应极大地影响着多孔介质的渗流过程。基于对非饱和孔隙介质干湿过程的分析,提出能够考虑残留含气量影响的土水特征关系理论模型,随后建立一个新的渗流理论模型,该模型考虑残留含气量对流动过程的影响。在此基础上,建立相应的数值分析模型,并进行程序代码的实施。建立的模型能够用于模拟任意含水量变化条件下残留含气量对多孔介质中非饱和渗流过程的影响。通过数值模拟结果与实测数据的比较,证实残留含气量效应对非饱和孔隙介质中流体分布的重要影响。为更准确地预测多孔介质中的土水状态,在非饱和渗流分析中考虑残留含气量与毛细滞回效应十分必要。     

非线性微分方程组边值问题多个正解的存在性

本文考虑了张力桥稳定性问题的数学模型,对相应的非线性微分方程组边值问题正解的存在性问题进行了研究.通过构造特殊的锥,在不同区间上利用锥拉伸和锥压缩不动点定理,给出了一类复合型非线性微分方程组边值问题一个或多个正解的存在性,并且给出几个例子说明本文定理的应用,从而有助于对实际工程中张力桥的稳定性问题的研究.     

油泥砂资源化处理工艺设计

通过研究油田开采过程中遇到的试油落地油与油罐油泥处理难问题,设计了一套油泥处理工艺,其主要由卧式螺旋分离装置与螺旋式推进压榨装置组成,文中介绍了两者工作原理以及工作流程.该工艺很好地解决油罐油泥与落地油处理难问题,经处理的油泥体积可浓缩至原体积的5％～10％,节约油泥处理成本的同时达到环境保护的目的 ,提高了油田经济效...     

孔隙溶液浓度的变化对黏土强度的影响

孔隙溶液的变化对土体的强度具有重要作用,为了分析孔隙溶液浓度的变化对黏土的有效强度及黏土颗粒微观结构的影响,基于应变控制式室内直剪仪和电镜扫描技术,对采用不同浓度Na Cl溶液饱和的重塑土样进行强度和微观试验研究。试验结果表明孔隙溶液浓度的变化对土体黏聚力有很大影响,随着Na Cl溶液浓度的增加,黏聚力呈现降低趋势,当Na Cl孔隙溶液达到0.1 mol/L时,黏聚力出现负值。黏聚力主要来源于颗粒间物理化学作用力对颗粒移动的阻碍作用,当黏土孔隙中的Na Cl溶液浓度增加时,颗粒间斥力减小,颗粒变的易于移动,黏聚力下降。同时由于土中真实孔隙水压力的存在,使得黏聚力呈现负值。另外,通过电镜扫描对土体微观结构的探测表明,用Na Cl溶液调拌的土样主要以凝聚结构为主,而用去离子水调拌的土样主要以集聚结构为主。     

低场核磁共振在研究四氢呋喃水合物形成过程中的应用

目前关于含四氢呋喃（THF）水合物形成过程的研究多采用间接法,由于这些方法都不是直接测量反应物或生成物的量,其研究结果受实验环境、仪器精度以及计算误差的影响较大。为此,突破传统的检测技术手段,采用低场核磁共振技术研究了19%THF水溶液从室温开始到水合物形成过程中试样的T₂时间（氢核横向弛豫时间）分布和核磁总信号量随温度的变化,以探讨THF水合物形成过程的特征。实验结果表明：T₂分布和核磁总信号量均与温度有较好的相关性,说明THF水合物的生成与温度密切相关。根据核磁总信号的变化将THF水合物的整个生成过程划分为4个阶段：初始期、诱导期、加速生长期和稳定期：在诱导期阶段的物质组成具有随机性,有水合物簇出现,但这些水合物簇不稳定,随机的分解和长大,导致此阶段的核磁总信号有一定的波动。当经过诱导期后,水合物簇尺寸达到晶核临界尺寸,水合物开始大量生成。且随着水合物的生成,THF溶液逐渐消耗,生成速度逐渐变慢,直到达到稳定期。