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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋地质灾害模拟,尤其涉及一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统。
技术介绍
1、天然气水合物是天然气在高压低温条件下与水形成的内含笼形孔隙的冰状晶体,是一种亚稳态物质。天然气水合物主要的赋存条件是深水区的海底沉积物和陆地永久冻土地带,近年来在海洋和冻土带发现巨大天然气水合物资源储量。天然气水合物具有洁净、能量密度高、资源量巨大、埋藏浅、分布广泛等特点,是最具有商业开发前景的新能源。
2、天然气水合物在给人类带来福利的同时,其开采的高风险性也对人类生存环境提出了严峻挑战。天然气水合物主要赋存于深水区的海底沉积物和陆地永久冻土带中,赋存条件极其脆弱敏感。天然气水合物开采过程中的最大难点是储层稳定性问题。天然气水合物的稳定区域取决于温度和压力条件,受环境变化和人工工程活动引起的温度或压力的轻微变化都有可能使水合物分解,其分解会产生大量的水和气体,导致孔隙压力迅速上升,过高的孔隙压力会极大限度地降低沉积物强度和承载能力,使得天然气水合物储层软化甚至液化,从而影响海底沉积物的稳定性。
3、认识天然气水合物分解对海底滑坡的影响,了解天然气水合物的力学特性,对海底天然气水合物开采以及水合物储层附近石油勘探、开发和运输以及海底工程设施建设都具有重要意义。
4、由于现有技术中国内外针对水合物分解造成海底沉积物失稳、诱发海底滑坡等方面的研究尚处于起步阶段,发表的大量文献虽然阐述了不同地质历史时期的海底滑坡、古气候和古环境灾变事件等均可能与水合物分解、释放大量甲烷有关,但大多以定性研究其
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本专利技术提出了一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,能够认识天然气水合物分解对海底滑坡的影响,对海底天然气水合物开采以及水合物储层附近石油勘探、开发和运输以及海底工程设施建设都具有重要意义。
2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,包括:
3、数据采集模块,所述数据采集模块用于收集海域数据;
4、天然气水合物分解模块,所述天然气水合物分解模块根据所述数据采集模块监测所述天然气水合物在海底环境中的分解;
5、滑坡模拟模块,所述滑坡模拟模块根据所述天然气水合物分解模块模拟海底滑坡的可能性。
6、可选的,所述数据采集模块包括:海底数据采集单元和天然气水合物数据采集单元;
7、所述海底数据单元用于采集海底数据;
8、所述天然气水合物数据采集单元用于采集天然气水合物数据。
9、可选的,所述海底数据包括:海水温度、盐度、压力、气体浓度、海底地层样本和海底地震活动的实时数据;
10、所述天然气水合物数据包括:天然气水合物的位置、储量以及性质。
11、可选的,所述天然气水合物分解模块包括:第一分解监测单元、第二监测分解单元和分解耦合单元;
12、当所述天然气水合物分解时,所述第一分解监测单元用于监测海底数据的变化,所述第二监测分解单元用于监测所述天然气水合物的分解产物以及分解量,所述分解耦合单元用于模拟所述天然气水合物在分解过程中储层力学行为的演变趋势。
13、可选的,所述滑坡模拟模块根据所述天然气水合物分解模块模拟海底滑坡的可能性包括:
14、通过所述天然气水合物分解时所产生的分解量,获取孔隙压力变化;
15、基于所述孔隙压力变化,判断是否会发生海底滑坡。
16、可选的,所述孔隙压力变化为:
17、
18、其中,n为岩土压缩模量,t1为分解前天然水合物的平很温度,t2为分解后天然气水合物的平衡温度,p2为分解后水合物的平衡压力,α为孔隙度,ggh为天然气水合物的饱和度,vgh为水合物分解前的初始体积,pfgz1为天然气水合物分解前初始温压条件下的下伏游离气的压力值,vfgz为天然气水合物分解前下伏游离气的体积。
19、可选的,所述模拟预测系统还包括预警模块,当所述天然气水合物的分解量达到失稳临界时,所述预警模块会发出预警。
20、与现有技术相比,本专利技术具有如下优点和技术效果:
21、1.本专利技术在可通过天然气水合物的分解量,来判断孔隙压力的变化,根据孔隙压力变化量,可直接获取海底滑坡的可能性。
22、2.本专利技术中的系统对于理解和预测海底滑坡的可能性具有重要的意义,特别是在深海油气开采中,它可以帮助工程师和政策制定者更好地评估和管理相关风险。
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1.一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述数据采集模块包括:海底数据采集单元和天然气水合物数据采集单元;
3.根据权利要求2所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述海底数据包括:海水温度、盐度、压力、气体浓度、海底地层样本和海底地震活动的实时数据;
4.根据权利要求3所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述天然气水合物分解模块包括:第一分解监测单元、第二监测分解单元和分解耦合单元;
5.根据权利要求1所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述滑坡模拟模块根据所述天然气水合物分解模块模拟海底滑坡的可能性包括:
6.根据权利要求5所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述孔隙压力变化为:
7.根据权利要求1所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系
...【技术特征摘要】
1.一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述数据采集模块包括:海底数据采集单元和天然气水合物数据采集单元;
3.根据权利要求2所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述海底数据包括:海水温度、盐度、压力、气体浓度、海底地层样本和海底地震活动的实时数据;
4.根据权利要求3所述的一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的模拟预测系统,其特征在于,所述天然气水合物分解...
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