海洋天然气水合物分解对储层稳定性影响的研究：以注热和降压分解为例

　　本书内容共分为5章。第1章为绪论部分，首先介绍了天然气水合物及其发展前景、研究历程和开采方法，然后阐述了天然气水合物分解对水合物沉积层的影响以及由此引发的热流力耦合作用关系， 较为全面地总结了天然气水合物分解诱发储层变形破坏的研究进展和含水合物沉积物渗透率的研究进展；第2章为试验研究部分，介绍了利用自主研制的试验装置，分别开展的天然气水合物注热和降压分解试验、含水合物沉积物的渗透率试验和不同饱和度含水合物沉积物的三轴渗流试验；第3、4章为理论研究部分，介绍了天然气水合物分解诱发储层变形破坏热流力耦合模型和热流力耦合作用下固体骨架变形破坏弹塑性本构模型的建立，以及利用Galerkin有限元法对模型的空间域和时间域的离散；第5章为数值模拟研究部分，介绍了以ABAQUS软件为平台，结合自主开发的USDFLD（场变量）子程序，对水合物注热和降压分解条件下，水合物沉积层的力学参数变化规律、应力状态和应变状态的分布规律、近井储层的变形破坏规律、海床土体的隆起和沉降规律以及海底边坡的失稳破坏规律等进行了数值模拟，并阐明了影响这些变形破坏发生的因素的敏感性。

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分变量注释表
第1章 绪论
1.1 天然气水合物及其发展前景
1.2 外天然气水合物的研究历程
1.3 天然气水合物的开采方法
1.4 天然气水合物分解对储层的影响及其热流力耦合作用关系
1.5 天然气水合物分解诱发储层变形破坏研究进展
1.5.1 试验研究
1.5.2 含水合物沉积物本构模型
1.5.3 热流力耦合模型及数值模拟
1.6 含水合物沉积物渗透率研究进展
第2章 天然气水合物分解渗流试验
2.1 天然气水合物合成与分解试验
2.1.1 天然气水合物分解的温压条件分析
2.1.2 天然气水合物的热物理性质
2.1.3 天然气水合物合成与注热分解试验
2.1.4 天然气水合物合成与降压分解试验
2.2 含不同饱和度甲烷水合物砂土沉积物渗透率试验
2.2.1 水合物在地层孔隙中的赋存模式
2.2.2 含水合物多孔介质的渗透率理论模型
2.2.3 试验装置与砂土沉积物制备
2.2.4 渗透率计算原理、水合物饱和度计算及试验步骤
2.2.5 试验结果与理论模型计算结果的对比分析
2.3 不同饱和度含水合物沉积物的三轴加载渗透率试验
2.3.1 有效应力原理
2.3.2 含水合物沉积物合成与三轴渗流试验一体化装置介绍
2.3.3 砂土沉积物制备过程
2.3.4 有效体积应力作用下不同饱和度含水合物沉积物渗透率测试原理
2.3.5 试验数据及结果分析
2.4 八面体剪应力对含水合物沉积物渗透率的影响
2.5 加卸载条件下不同饱和度含水合物沉积物渗透率试验
2.5.1 加卸载条件下不同饱和度含水合物沉积物渗透率试验步骤
2.5.2 试验数据及结果分析
2.5.3 含水合物沉积物的渗透率损害率及应力敏感性分析
第3章 天然气水合物分解诱发储层变形破坏热流力耦合模型建立
3.1 热流力耦合作用关系及模型分类
3.2 天然气水合物分解诱发储层变形破坏热流力耦合模型建立过程
3.2.1 水合物分解动力学方程
3.2.2 相平衡方程
3.2.3 变形场方程
3.2.4 渗流场方程
3.2.5 温度场方程
3.3 水合物分解区储层变形破坏准则
3.4 储层力学参数动态变化关系模型建立
第4章 天然气水合物分解诱发储层变形破坏热流力耦合模型离散
4.1 Galerkin有限元法
4.2 变形场方程的空间域离散
4.2.1 单元刚度矩阵及总体刚度矩阵的建立
4.2.2 固体骨架静力平衡方程的空间离散
4.3 渗流场方程的空间域离散