近日，可再生能源領域頂級期刊《Renewable and Sustainable Energy Reviews》（IF：16.799）發表了我院博士生陳明濤及其合作者在海洋天然氣水合物沉積物儲層蠕變力學研究進展綜述上的最新成果：Recent advances in creep behaviors characterization for hydrate-bearing sediment。我院兼職博士生導師吳能友研究員與青島海洋地質研究所李彥龍副研究員為論文通訊作者。
海洋天然氣水合物儲層的靜力學特性已被廣泛關注，因其直接決定着儲層是否會發生井筒失穩、海底沉降、海底滑坡等地質災害。然而，水合物長期開采導緻的儲層蠕變卻較少為人們所關注，但其也是導緻儲層失穩的潛在風險之一。目前還缺乏對這類變形研究進展的有效梳理。
本研究系統梳理了目前在天然氣水合物沉積物蠕變行為方面的前沿技術與研究進展，并重點從蠕變的測試手段、蠕變行為的敏感性因素和本構模型構建等三個方面進行了分析和闡述。研究發現，水合物沉積物的蠕變力學測試手段目前主要集中在三軸剪切方面，而針對儲層存在井筒作用和改造裂縫下的儲層蠕變行為的測試盡管已有儀器裝置的相關報道，但尚未有實測數據發表。目前以三軸剪切為原型的蠕變模型，難以滿足水合物儲層在多物理場耦合作用下的蠕變行為描述的實際需求。而微觀力學研究領域的原子力顯微鏡有望為破解蠕變的微觀機理發揮重要作用。未來，需要結合更宏觀、更微觀、更注重邊界條件等多方面、多角度來拓展海洋天然氣水合物沉積物蠕變的跨尺度測試與監測技術，從而建立更完善的蠕變本構模型。
圖1 水合物儲層多物理場耦合機制
本研究得到了國家自然科學基金面上項目、山東省泰山學者項目、江蘇省研究生科研與實踐創新項目和國家留學基金委項目的資助。
相關論文信息：
Chen, Mingtao, Li, Yanlong, Zhang, Yajuan, Qi, Minhui & Wu, Nengyou. 2023. Recent advances in creep behaviors characterization for hydrate-bearing sediment. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 183, 113434, doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113434.
