水合物开采对海底斜坡稳定性影响分析

【作者】 王明； 李丽慧； 张?；

【机构】 中国科学院地质与地球物理研究所； 中国地质大学(北京)工程技术学院；

【摘要】 天然气水合物开采所导致的储层强度降低会对储层稳定性造成不利影响。基于此,本文通过模拟南海神狐海域试采区地层结构进行水合物降压开采的数值计算,选取非线性与Mohr-Coulomb本构模型刻画水合物储层及沉积物层在开采过程中的物理力学参数变化。考虑了不同的开采工况(垂直开采与水平开采)且按不同的水合物分解程度、上覆层厚度及斜坡角度分别设计了含水合物层斜坡模型,探讨了开采过程中上述因素对海底斜坡稳定性的影响。结果表明,沉积层中水合物的形成对地层有一定的加固作用,而水合物大量分解则会导致斜坡强度显著降低;随着水合物上覆沉积层厚度的增加,斜坡失稳厚度与范围随之增加,且潜在的斜坡破坏面也逐渐向坡体内部发展;斜坡角度对斜坡稳定性有很大影响,斜坡安全系数随着斜坡角度的增加显著降低。更多还原