胶结型水合物对黏土质沉积物力学特性影响规律

研究低有效应力状态下胶结型水合物对黏土质沉积物力学特性的影响规律，可以为预测我国南海浅层天然气水合物开采风险和保证储层安全提供理论支持。为此，基于水合物三轴试验平台，制备了不同饱和度的胶结型水合物，开展了固结排水剪切试验，研究了低有效围压状态下含胶结型水合物黏土质沉积物强度和变形特性。研究结果表明：(1)胶结型水合物的存在会降低黏土质沉积物的初始固结程度，并有效提高其弹性模量和破坏强度，在低有效围压状态下沉积物的黏聚力与内摩擦角均会有不同幅度的增长；(2)含高饱和度水合物沉积物初始表现为较明显的剪胀现象，而随着有效围压升高，所有含水合物沉积物均表现为持续剪缩现象；(3)含水合物黏土质沉积物剪切变形主要受初始固结程度、水合物胶结作用和有效应力共同影响。结论认为，水合物开采过程中胶结弱化导致的强度损失和水合物相变导致的固结变形是黏土质储层面临的重要风险之一。