本發明涉及含水合物沉積物技術領域，尤其涉及一種測量水合物沉積物抗拉強度的方法，其具體包括以下幾個步驟：S1、制備水合物沉積物；S2、將所述水合物沉積物固定在劈裂夾具中，并對所述劈裂夾具施加軸向壓力；S3、加載軸向壓力，直至使得所述水合物沉積物發生劈裂破碎，并獲取軸向壓力加載過程中，所述含水合物沉積物的“力?位移”曲線信息，觀察所述“力?位移”曲線上的峰值信息，即可得到所述水合物沉積物的抗拉強度信息。本發明所述測量含水合物沉積物抗拉強度的方法，提供了一套系統水合物沉積物的制樣方法以及測量水合物沉積物抗拉強度的方法，其可用于指導水合物沉積物抗拉強度的研究。

技術領域

本發明涉及含水合物沉積物技術領域，尤其涉及一種測量水合物沉積物抗拉強度的方法。

背景技術

天然氣水合物(NGH)，其外形與冰相似，遇火可燃燒，并具有極強的燃燒性，故又稱“可燃冰”。在地球上，可燃冰主要分布在深海區域和永久凍土地帶。天然氣水合物儲量巨大，其有機碳總含量約為煤、石油和天然氣等化石燃料含碳量的兩倍。它有較大的能量密度和極強的適用性，1立方米的可燃冰可釋放164立方米的甲烷氣體。可燃冰也是一種極為清潔的能源，其燃燒后僅排放二氧化碳和水。被科學家們譽為“屬于未來的能源”，因此，對天然氣水合物的研究和開發引起世界各國的興趣。然而在天然氣水合物開采過程中會遇到諸多問題，譬如在用降壓法和升溫法兩種可行性的方案對水合物進行分解開采，在此過程中，甲烷水合物分解，釋放出甲烷氣體。但是分解的水合物會導致土層弱化，發生沉降，甚至滑坡。更為安全的方法用CO₂置換法，但是實際水合物沉積物儲層中的CH₄-CO₂置換以及人為或自然因素的擾動(例如海底或者海平面溫度的變化)引起的儲層變化的響應。以上所有開采方法必須先了解含水合物沉積物的的力學性質，所以研究含水合物沉積物的力學性質成為必要。

研究含水合物沉積物(HBS)的力學性質一般有原位測試和室內試樣方法，由于原位取樣存在一定的難度，所以實驗室合成含水合物對其進行室內測試是一種較好的選擇。目前，國內外學者普遍采用改造后的三軸儀研究含水合物沉積物的力學性質。在聲學波速方面，美國地調局率先采用水合物波速測試儀測量水合物小應變下水合物沉積物的力學(聲學)特性；英國南浦安頓大學也通過改造后的后的共振柱，對含水合物沉積物進行小應變下的剪切強度特性進行研究。不管是采用水合物三軸儀，水合物波速測試儀還是水合物共振柱測試含水合物沉積物力學性質，主要是測量其抗剪或者抗壓強度，很少有學者對含水合物沉積物的抗拉強度或者抗拉特性進行研究。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種測量水合物沉積物抗拉強度的方法。

本發明提供一種測量水合物沉積物抗拉強度的方法，主要包括以下幾個步驟：

S1、制備水合物沉積物；

S2、將所述水合物沉積物固定在劈裂夾具中，并對所述劈裂夾具施加軸向壓力；

S3、加載軸向壓力，直至使得所述水合物沉積物發生劈裂破碎，并獲取軸向壓力加載過程中，所述含水合物沉積物的“力-位移”曲線信息，觀察所述“力-位移”曲線上的峰值信息，即可得到所述水合物沉積物的抗拉強度信息。

進一步地，S1中所述水合物沉積物包括含四氫呋喃水合物沉積物和含甲烷水合物沉積物兩種。

進一步地，S1中制備所述含四氫呋喃水合物沉積物的具體步驟為：

Sa1：配置含四氫呋喃溶液：將四氫呋喃與蒸餾水以質量比19：81進行混合，以得到含四氫呋喃溶液；

Sa2：選取砂土或黏土作為沉積物，將所述沉積物與所述含四氫呋喃溶液按預設質量比進行混合并均勻攪拌后，以得到具有預設飽和度和孔隙度的混合物；

Sa3：將混合物分次倒入模具內，邊倒邊將混合物擊實，直至將混合物全部倒入模具中；