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摘要：本发明公开了一种含块状水合物沉积物样品的制备方法及模量分析方法，包括：用纯四氢呋喃水合物球形颗粒模拟储层沉积物中的块状天然气水合物；依据原位土层处天然气水合物的分布来等同模拟水合物球形颗粒的直径及数量配比；依据原位土层处天然气水合物的总体积分数，计算获得某一大小天然气水合物的体积分数，获得水合物球形颗粒的体积分数；依据设定的目标重塑样品体积，结合体积分数，计算不同直径的水合物球形颗粒的数目；混合后分五层填入土工三轴制样三瓣膜模具内并砸实达到目标高度，以获得目标重塑样品，并在三轴仪上进行测试以达到与现场相似，以该样品进行模量分析，为天然气水合物开发海底灾害和环境保护提供技术保障。

主权项：1.一种含块状水合物沉积物样品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100、向球形模具内注入四氢呋喃溶液后放入低温控制箱体内保持温度0~4.4摄氏度之间24~48个小时，以形成多个纯四氢呋喃的水合物球形颗粒，用于模储层沉积物中的块状天然气水合物；步骤200、采样获取天然气水合物储层沉积物，所述天然气水合物储层沉积物中的天然气水合物发生自然的分解相变，得到原土样品；步骤300、依据所述原土样品所在原位土层处不同尺寸的天然气水合物的分布比例来等同模拟确定不同大小的所述水合物球形颗粒的直径，及不同直径水合物球形颗粒的数量配比；步骤400、依据所述原土样品所在原位土层处天然气水合物的总体积分数，计算获得某一大小的天然气水合物的体积分数，从而获得对应一种直径的水合物球形颗粒的体积分数；步骤500、依据三轴压缩试验的样品尺寸要求设定目标重塑样品的体积，并结合体积分数，计算确定直径为的水合物球形颗粒的数目： ，若计算为非整数，则取整；依据不同直径水合物球形颗粒的数量配比计算获得每种直径的水合物球形颗粒的数目；步骤500、依据所述原土样品所在原位土层处的土层骨架的干密度和目标重塑样品的体积计算获得目标土样品的所需称取的质量： ；步骤600、将目标土样品和水合物球形颗粒混合后分五层填入土工三轴制样三瓣膜模具内并砸实达到目标高度，以获得目标重塑样品；步骤700、在目标重塑样品的外部加装橡皮膜，安装于三轴仪上，通过水头饱和的方式进行水的注入，直至达到样品含水量的指标，再分级逐步地加载围压和注气，直至最终目标重塑样品具有与现场相似的含水量、水合物体积分数以及含气量，达到三轴力学性能测试的要求，以获得含块状水合物沉积物样品；含块状水合物沉积物样品的模量分析方法包括如下步骤：将含块状水合物沉积物样品进行三轴加载实验得到应力应变曲线，以得到割线模量；以水合物和土层骨架的体积分数为控制量将样品模量预测的物理模型分解，形成若干个水合物次单元与土颗粒次单元并联合成的单元；模量预测公式如下： ；其中：；；f1+f2=1；其中，a、b分别代表土颗粒和水合物颗粒，Ea、Eb分别表示土颗粒和水合物颗粒的模量、Va、Vb分别表示土颗粒和水合物颗粒的体积分数，Ev、Er分别表示类似土骨架和水合物两种材料的唯象的类似弹簧并联路径的模量，r、d分别代表样品中水合物颗粒的平均直径和土颗粒平均粒径；α表示尺寸效应指数；f1、f2分别表示类似弹簧并联、串联路径的比例。

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百度查询： 中国地质调查局油气资源调查中心 中国科学院力学研究所 一种含块状水合物沉积物样品的制备方法及模量分析方法