《表4 中国陆域和海域水合物赋存区域基础物性表》

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《中国天然气水合物赋存特征》

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中国冻土区水合物储层固结成岩性好，力学强度高，因此力学方面研究较少。而海域水合物储层主要为未成岩的弱固结沉积物，力学强度差，对水合物安全开采影响大，因此是研究的难点和热点。当前主要通过原位测试、保压岩心三轴测试、实验室重塑样三轴测试以及声波测井等方式进行水合物储层沉积物力学强度评估，但目前原位测试还无法应用于深部含水合物层。南海神狐海域W18/19站位利用辉固公司的WISON系统对水合物上盖层进行了井下孔压静力触探（CPTU）测试，获取了锥尖和侧摩阻力以及孔隙水压力曲线（图9-a)[155]。根据经验公式推算泥线以下150 m范围（包含水合物地层）的剪切强度为0～180 kPa。GMGS4航次中，利用Geotek公司的球阀保压取样器（PCTB）获取了若干组原位岩心样品，并成功转移至保压岩心分析与转移系统（PCATS）中，进行了原位应力条件下的剪切模量和剪切强度等物性测试[132]。发现大部分保压样品呈现出应变硬化的变形特征，剪切强度为0.3～1.1 MPa，大致处于储层有效应力的0.4～0.9倍范围（图9-b）。由于保压转移测试困难，常采用原位水合物沉积物的重塑样品进行力学特性研究[156-160]，实验数据也证实原位水合物沉积物重塑样品总体上能够反应水合物储层的力学性质，其剪切强度特性主要受骨架成分、水合物饱和度和分布状态、应力条件等参数的影响。此外，基于室内力学实验数据、水合物饱和度和声波测井数据建立的力学经验公式[148-149，161]，也被用于预测水合物地层力学参数，如根据神狐W17井数据预测的储层剪切强度为0.7～1.6 MPa，与原位测试估算数据较接近（表4）。因此，后续可用该方法快速评价水合物储层沉积物的力学强度特征。