石油学报

作者：祝效华, 孙汉文, 赵金洲, 张烈辉, 张爽

单位：1. 西南石油大学机电工程学院 四川成都 610500;2. 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司 北京 102206

关键词：天然气水合物,本构模型,统计损伤,屈服强度,力学响应

基金：祝效华,男,1978年7月生,2000年获西南石油学院学士学位,2005年获西南石油大学博士学位,现为西南石油大学教授、博士生导师,主要从事管柱力学和井下工具力学方面的科研与教学工作。Email:zxhth113@163.com

摘要： 准确描述水合物沉积物的变形规律和力学性质是经济安全开发天然气水合物资源的重要前提。天然气水合物沉积物受到有效围压和水合物含量等多种因素的影响从而表现出应变软化和应变硬化两种力学特性。为精确描述其变形特性，基于复合材料细观力学混合率理论和岩石孔隙损伤理论，考虑岩石统计损伤，考虑水合物含量、围压和沉积物内部孔隙变化对天然气水合物沉积物力学性质的影响，结合水合物沉积物的微元强度统计分布规律，建立了天然气水合物沉积物等效变弹性模量损伤本构模型，并建立了全部参数的确定方法。与已有实验研究结果对比表明，该模型不仅可以很好描述水合物沉积物的变形规律和力学特性，且具有模型参数易于确定、便于使用的优点。所建模型可用于水合物沉积物破碎工艺选择中的破碎模拟和破碎成孔中的孔稳定性分析评估，对非成岩天然气水合物的经济安全开采具有一定推动作用。

来源：2019年第9期

《石油学报》期刊编辑部

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