南海北部陆坡天然气水合物分解引起的海底滑坡与环境风险评价

【摘要】： 天然气水合物是在低温高压条件下,由天然气和水形成类似冰状的固体物质,其主要赋存于深水区的海底沉积物和陆地永久冻土地带中。一方面,天然气水合物以其巨大的储量,有望成为未来重要的替代能源;另一方面,它在海底灾害预测和全球气候变化研究中具有不可忽视的作用。 天然气水合物的形成和分解主要受温度、压力以及地质构造条件的影响,当上述条件发生变化时,其赋存状态也将发生变化。因而,构造作用、海平面升降和海底工程等因素都可能破坏天然气水合物的稳定性,从而导致天然气水合物的分解。由于天然气水合物分解会产生大量的气体和水,增大了含水合物地层的孔隙压力,同时也降低了水合物与沉积物颗粒间的胶结强度,使得含气地层的抗剪切强度和承载能力大为降低,水合物分解所形成的润湿带将形成一个向下的滑动面,此时一旦受地震或者沉积载荷增大等因素触发,仅依靠沉积物的自重,便可引起海底滑坡。 作为灾害地质因素,天然气水合物对海洋油气勘探的危害性还表现在其分解将导致地层承载力的不均匀。无论是浅层生物气还是深部热成因气,这种含气区内部承载力的不均匀都将威胁到海洋工程的安全,如造成钻井平台桩腿的不均匀沉降,使平台倾斜甚至翻倒等;另外,气体的突然释放会对管道产生破坏作用,特别是高压浅层气释放时轻则侵蚀套管,重则造成井喷,甚至可能引起钻井平台的燃烧或爆炸,造成生命及财产的损失。因此,研究天然气水合物分解引起的海底地层不稳定性研究,评价其对未来天然气水合物开发的安全性和环境风险具有重要的科学意义及实用价值。 【关键词】：南海北部陆坡 天然气水合物 海底滑坡
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P744.4;X820.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-17
• 1.1 选题意义10-14
• 1.1.1 天然气水合物的研究意义10-12
• 1.1.2 天然气水合物与海底滑坡的关系12-13
• 1.1.3 南海北部陆坡选区的科学意义13-14
• 1.2 研究内容、技术路线与创新点14-17
• 1.2.1 研究内容14
• 1.2.2 主要技术路线14-15
• 1.2.3 主要创新点15-17
• 第二章 国内外相关研究与进展17-45
• 2.1 海底滑坡研究综述17-26
• 2.1.1 国内外海底滑坡研究进展17-20
• 2.1.2 海底滑坡的分类和诱因20-24
• 2.1.3 海底滑坡的触发机制24-26
• 2.2 水合物诱因的海底滑坡研究综述26-45
• 2.2.1 天然气水合物诱因产生的海底滑坡26-31
• 2.2.2 含水合物的沉积物结构强度研究进展31-35
• 2.2.3 水合物与沉积物的胶结理论模型35-38
• 2.2.4 水合物分解对地层稳定性的影响38-41
• 2.2.5 水合物分解对沉积层稳定性分析方法41-43
• 2.2.6 目前存在的问题43-45
• 第三章 研究区域地质概况45-63
• 3.1 白云凹陷地质构造背景45-56
• 3.1.1 研究区域概况45-47
• 3.1.2 白云海底滑坡的几何形态47-48
• 3.1.3 白云海底滑坡根部48-52
• 3.1.4 白云海底滑坡体52-54
• 3.1.5 白云海底滑坡前缘54-56
• 3.2 白云海底滑坡的识别56-63
• 3.2.1 白云大型海底滑坡的变形机制56-57
• 3.2.2 白云大型海底滑坡分布范围57-58
• 3.2.3 白云海底滑坡形成时间讨论58
• 3.2.4 白云大型海底滑坡区水合物的分布58-63
• 第四章 水合物分解引起的海底滑坡数值计算63-75
• 4.1 理论模型63-66
• 4.2 应用计算66-75
• 第五章 水合物分解引起的海底滑坡数值模拟75-117
• 5.1 沉积物中水合物的生成与分解实验75-85
• 5.1.1 南海北部陆坡沉积物中水合物生成实验75-77
• 5.1.2 生成过程理论模型77-78
• 5.1.3 生成过程与相平衡78-81
• 5.1.4 沉积物中甲烷水合物的含气率81-83
• 5.1.5 沉积物中水合物的分解83-85
• 5.2 含水合物的沉积物结构强度测试85-95
• 5.2.1 南海北部陆坡沉积物样品物性测试85-88
• 5.2.2 含水合物的沉积物结构强度测试88-95
• 5.3 水合物分解引起海底滑坡数值模拟95-117
• 5.3.1 FLAC 介绍95-97
• 5.3.2 水合物诱因的海底滑坡实现过程97-99
• 5.3.3 水合物分解引起的海底滑坡数值模拟99-106
• 5.3.4 利用FLAC3d 进行数值模拟106-117
• 第六章 结论与下一步工作建议117-120
• 6.1 结论117-118
• 6.2 下一步工作建议118-120
• 参考文献120-130
• 发表文章目录130-131
• 致谢131-132

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

水合物分解对桩基础应力和变形影响的研究    周丹;邹德高;徐斌;孔宪京;

南海北部海底滑坡与天然气水合物形成与分解的时序性    张丙坤;李三忠;夏真;马云;索艳慧;张光学;王霄飞;余珊;

含水合物沉积物力学性质及影响因素    张磊;刘昌岭;李淑霞;业渝光;张剑;

考虑水合物分解的海底斜坡稳定计算方法研究    徐斌;邹德高;周丹;孔宪京;

南海天然气水合物开发的风险因素分析    马文婧

天然气水合物分解对海底结构物稳定性影响的研究    周丹

考虑天然气水合物分解的海底斜坡稳定性分析研究    曹杰峰

海底斜坡土体失稳的研究进展    胡光海,刘忠臣,孙永福,张效龙

南海北部的海底滑坡    寇养琦;

南海天然气水合物的成矿远景    张光学,黄永样,祝有海,吴必豪

南海北部陆坡神狐海域晚中新世以来沉积物中生物组分变化及意义    陈芳;苏新;周洋;陆红锋;刘广虎;陈炽新;陈超云;

南海北部外陆架和上陆坡海底滑坡稳定性研究    冯文科，石要红，陈玲辉

南海北部海底微地貌特征与近代变化    蔡秋蓉;

珠江口盆地中新生代主要断裂特征和动力背景分析    陈汉宗,吴湘杰,周蒂,王万银,郝沪军

深水区——南海北部大陆边缘盆地油气勘探新领域    张功成;米立军;吴时国;陶维祥;何仕斌;吕建军;

南海陆坡中新世以来沉积物特性与气体水合物分布初探    苏新,陈芳,于兴河,黄永样

构造控制型天然气水合物矿藏及其特征    张光学;祝有海;梁金强;吴时国;杨木壮;沙志彬;

确定天然气水合物饱和度的测井解释新方法    莫修文;陆敬安;沙志彬;马龙;

南海珠江深水扇系统的沉积构造背景分析    吴昌荣;彭大钧;庞雄;叶斌;舒誉;

珠江口盆地B凹陷断层类型及分布特征    陈骏;徐国强;

天然气水合物地质前景    雷怀彦,王先彬,郑艳红,张中宁,周晓峰

南海北部陆坡构造坡折带中的天然气水合物    王宏斌;张光学;梁劲;刘学伟;梁金强;龚跃华;郭依群;沙志彬;

珠江口盆地—琼东南盆地深水区古近系沉积演化    张功成;刘震;米立军;沈怀磊;郭瑞;

中国近海新生代盆地沉积环境演变分析    李运振;邓运华;徐强;于兴河;

番禺低隆起—白云凹陷北坡第三系储层次生孔隙形成机理分析    郝乐伟;王琪;廖朋;唐俊;张功成;

“源热共控”中国近海盆地油气田“内油外气”有序分布    张功成;陈国俊;张厚和;李友川;梁建设;杨树春;

滑坡海啸的预测模型及其应用    胡涛骏;叶银灿;

南海北部神狐海域天然气水合物形成聚集的数值模拟研究    何丽娟;雷兴林;张毅;

南海北部珠江口与琼东南盆地构造-热模拟研究    宋洋;赵长煜;张功成;宋海斌;单竞男;陈林;

南海大陆边缘构造活动与重磁场特征研究    李刚;张丽莉;朱鲁;

天然气水合物体系动态演化研究(Ⅰ):地质历史演变    宋海斌;

天然气水合物体系动态演化研究(Ⅱ):海底滑坡    宋海斌;

南海东北部973剖面BSR及其热流特征    宋海斌;吴时国;江为为;

时移地震监测天然气水合物开采可行性分析    郝召兵;伍向阳;秦静欣;杨伟;

天然气水合物的勘探开发及环境效应研究进展    刘华荣;梅平;陈武;惠小敏;

东海陆坡天然气水合物成矿条件及远景研究    杨文达;崔征科;

东海陆坡-冲绳海槽天然气水合物研究    李培廉;杨文达;

东海陆坡海底滑坡识别及致滑因素影响研究    胡光海

南海北部陆坡深水区地质灾害机理与钻前预测    孙运宝

南海北部深水盆地流体逸散系统与沉积物变形    孙启良

海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究    孙建业

南海大陆边缘盆地构造热演化模拟    赵长煜

祁连山木里天然气水合物钻孔沉积构造特征及与水合物分布关系研究    庞守吉

海底天然气渗漏系统水合物形成分解动力学及微生物作用    陈多福

多孔介质中天然气水合物注热水分解理论及实验研究    李明川

利用卫星遥感探测海域天然气水合物    马立杰

环境科学钻探技术研究    何远信

波浪作用下粉质土底床液化后运动特征的试验研究    王欣

南海东北部中生界发育特征与盆地分析    易海

南海北部外陆架灾害地质因素及其对海底管道的影响研究    李泽文

冻土区天然气水合物热激法试开采系统及数值模拟研究    房治强

琼东南盆地深水区油气成藏机制研究    雷闯

南海天然气水合物开发的风险因素分析    马文婧

天然气水合物注热降压开采储层温压场模拟研究    杜进进

神经网络在天然气水合物勘探中的应用研究    梁建

海洋天然气水合物地震特征正演数学模型研究    章明昱

南海热流信息系统    王嫒婷

岩质隧洞围岩稳定性分析与强度参数的探讨    杨臻;郑颖人;张红;王谦源;宋雅坤;

天然气管道项目融资风险研究    李婷

模糊综合评判法在房地产投资机会选择中的应用    徐顺利;

南海北部陆坡古地貌特征与13.8Ma以来珠江深水扇    柳保军;袁立忠;申俊;连世勇;何敏;庞雄;舒誉;彭大钧;

近岸水平场地液化侧向大变形机理及软化模量分析方法    蔡晓光,袁晓铭,刘汉龙,孙锐,周静

南海北部天然气水合物研究进展    邓希光;吴庐山;付少英;吴能友;

南海北部渐新世末沉积环境及物源突变事件    邵磊;庞雄;陈长民;施和生;李前裕;乔培军;

海底天然气水合物赋存的间接识别标志    赵省民,吴必豪,王亚平,卢振权

海洋天然气水合物的地球物理探测高新技术    马在田,宋海斌,孙建国

天然气水合物体系动态演化研究(Ⅱ):海底滑坡    宋海斌

国际油气勘探开发项目的风险管理研究    杨宝君

天然气水合物地层井壁稳定性研究    宁伏龙

南海北部陆坡天然气水合物储层特征研究    王秀娟

油气钻井工程项目风险分析与管理研究    赵俊平

天然气水合物藏降压开采流固耦合数值模拟研究    沈海超

天然气水合物预测综合模型及其应用    胡顺渠

油气勘探开发投资项目风险因素分析及实物期权评价研究    李海军

石油天然气勘探开发项目风险分析及风险应对策略    初京义

强震区高土石坝三维动力反应分析    毛雯娟

北非地区石油勘探开发项目风险规避研究    李宁

天然气勘探项目风险评价及防范措施研究    平玉兰

天然气勘探风险评价与决策研究    王众

天然气水合物储层稳定性研究    潘克立

天然气水合物与海底滑坡研究    杨晓云

含水合物沉积物力学性质:方法、特性与定量关系    李实;宁伏龙;余义兵;张可;陈兴隆;蒋国盛;孙长宇;陈光进;

海底斜坡稳定性及滑移影响因素分析    杨林青

海上油气勘探项目风险分析与控制研究    王菲菲

基于有限元强度折减法的南海某典型峡谷区斜坡稳定性评价    金晓杰

考虑天然气水合物分解的海底斜坡稳定性分析研究    曹杰峰

南海东北部海陆联测与海底地震仪探测    丘学林,赵明辉,叶春明,王天楷,王平,张毅祥,夏戡原,李昭兴

深海油气地震勘探进展和展望    洪菲,胡天跃

福州—泉州—汕头地区地壳结构的爆炸地震研究    廖其林,王振明,王屏路,余兆康,吴宁远,刘宝诚

华南连县─博罗─港口地带地壳结构及速度分布的爆炸地震探测结果    尹周勋,赖明惠,熊绍柏,刘宏兵,滕吉文,孔祥儒

南海北部陆缘东部的地壳结构    姚伯初，曾维军，陈艺中，张锡林

华南及其海域三维速度分布特征与岩石层结构    刘建华，吴华，刘福田

国外海洋气水合物研究的一些新进展    苏新

底辟构造与天然气水合物的成矿关系    沙志彬,王宏斌,张光学,杨木壮,梁金强

南海的右行陆缘裂解成因    周蒂,陈汉宗,吴世敏,俞何兴

海洋工程地质的回顾与展望    顾小芸

电阻率测试技术在沉积物-盐水-甲烷水合物体系中的应用    李淑霞;夏唏冉;郝永卯;李清平;

海洋天然气水合物开采方法及产量分析    窦斌;蒋国盛;吴翔;张凌;宁伏龙;

天然气水合物快速加热分解导致地层破坏的实验    张旭辉;鲁晓兵;王淑云;李清平;姚海元;

天然气水合物藏物性参数综合动态模型的建立及应用    程远方;沈海超;李令东;周建良;李清平;

海底冷泉渗漏流体的总S和总Ca浓度变化及影响因素    邸鹏飞;黄华谷;陈多福;

钻井液微观结构对水合物分解传热传质特性的影响探讨    张凌;蒋国盛;宁伏龙;韩博;吴翔;窦斌;

天然气水合物地层井壁稳定性研究    宁伏龙

天然气水合物储层稳定性研究    潘克立

天然气水合物与海底滑坡研究    杨晓云