天然气水合物热分解引起多场响应的特征时间分析

作     者：张旭辉 鲁晓兵 ZHANG Xuhui;LU Xiaobing

作者机构：中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 

出 版 物：《力学与实践》 (Mechanics in Engineering)

年 卷 期：2022年第44卷第5期

页      面：1105-1110页

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11872365,12072347) 中国科学院青年创新促进会(2017027)资助项目 

主　　题：天然气水合物 相变 渗流 地层破坏 解耦分析 

摘      要：天然气水合物是我国的战略能源,而要实现商业化开采,必须首先回答如何避免引发地质灾害与环境问题。开采过程涉及传热、水合物相变、渗流、地层软化与应力重分布的多场响应,进而可能引起地层破坏,甚至大尺度塌陷、滑坡、甲烷喷发泄漏等灾害。本文针对天然气水合物热分解引起多场响应的问题,通过量纲分析得到传热、水合物相变、渗流、地层应力重分布的特征时间,进一步比较分析发现,它们的时间尺度之间相差2个数量级以上,从而提出解耦分析方法,该方法已在系列模型实验设计与理论分析中得到应用。