天然气水合物储层力学特性及本构模型研究

　　现阶段提出的天然气水合物开采方法主要有注热法、降压法、注化学试剂法以及CO2置换法等，其基本思路都是通过破坏天然气水合物稳定存在的温度、压力条件，促使其在地层中分解为天然气和水，然后将天然气采集至地面并加以利用。然而，天然气水合物分解会造成储层胶结结构的破坏，在地层应力作用下，储层会由于承载力下降而发生沉降或变形，并且随着开采过程中水合物分解区域的扩展，可能导致储层发生剪切破坏，进而诱发海底滑坡、生产平台下陷倒塌等灾害。因此，在天然气水合物资源商业化开采之前，必须充分了解和掌握天然气水合物储层的力学稳定性及其失稳的内在机制，以确保开采过程的安全。《大连理工大学学术文库：天然气水合物储层力学特性及本构模型研究》分为7章：第1章介绍了天然气水合物勘探与开发的现状，系统地综述了天然气水合物储层力学稳定性国内外研究进展，主要包括相关设备的研制、力学特性实验研究、本构模型研究等；第2章研究了冻土区天然气水合物沉积物的力学特性、强度准则及其本构模型；第3章研究了含冰粉天然气水合物的力学特性及强度准则；第4章详细阐述了天然气水合物分解（注热法、降压法）对海底沉积物力学特性的影响；第5章研究了海底气饱和天然气水合物沉积物的力学特性及其影响因素，并与水饱和天然气水合物沉积物的力学特性进行了比较；第6章比较了CO2与天然气水合物沉积物力学特性的差异，阐明了置换法开采天然气水合物储层的力学稳定性；第7章提出了一个适用于海底天然气水合物沉积物的弹塑性本构模型，介绍了与模型相关的基本理论（修正剑桥模型、次加载面理论等）、基本假设、本构方程的诱导以及本构方程的验证和参数的确定。

　　李洋辉，1985年出生，2013年获大连理工大学能源与环境工程专业博士学位。2014年留校任讲师，同年赴日本山口大学开展了为期两年的博士后研究（JSPS Fellow）。2017年至今，任大连理工大学副教授。主要从事天然气水合物安全、高效开采技术研究，具体包括天然气水合物储层宏观和微观力学特性、本构关系、热一流一固多场耦合的储层变形计算及储层稳定性评价研究等，相关成果获2013年度海洋工程科学技术奖特等奖、2015年度辽宁省优秀博士学位论文和2017年度***自然科学奖一等奖等

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