南海北部天然气水合物赋存区沉积物渗透性敏感规律试验研究

宋德坤; 刘乐乐; 王栋

doi:10.13745/j.esf.sf.2024.4.25

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (6) : 405 -414. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.4.25

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南海北部天然气水合物赋存区沉积物渗透性敏感规律试验研究

宋德坤 ¹ ,
刘乐乐 ¹^,²^,^* ,
王栋 ¹

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Experimental study on the sensitivity of hydraulic permeability of fine-grained sediments sampled from a gas hydrate distribution area in the northern South China Sea

Dekun SONG ¹ ,
Lele LIU ¹^,²^,^* ,
Dong WANG ¹

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摘要

天然气水合物主要分布于含有黏土矿物的海洋细颗粒沉积物中。我国南海北部海域沉积物中含有大量的伊利石,揭示其渗透性在降压开采过程中的变化规律对于合理调控水气产出过程非常重要。本文采用取自南海北部水合物试采目标海域的沉积物重塑土样,在不同的孔隙液盐度条件下,进行了界限含水率测定试验、渗流固结试验和稳态渗流试验,获得了土样液限含水率、塑限含水率、塑性指数、渗透系数和渗透率数据,分析了南海沉积物渗透性的应力敏感性和化学敏感性规律。结果表明: 南海沉积物的界限含水率指标均随着孔隙液盐度的增加而降低;南海沉积物的渗透性随着孔隙液盐度的增加而增强,随着应力的增加而减弱,并且应力敏感性程度随着孔隙液盐度的增加而变大,化学敏感性程度随着应力的增加而变小;采用归一化孔隙比获得的渗透系数拟合关系不受孔隙液盐度的影响,便于工程应用。