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Experimental Study on the Propagation Characteristics of Hydraulic Fracture in Clayey-Silt Sediments

GEOFLUIDS 2021年第1期2021卷

作者： Lu, Cheng qin, xuwen Mao, Wenjing Ma, Chao Geng, Lantao Yu, Lu Bian, Hang Meng, Fanle Qi, Rongrong China Geol Survey Guangzhou Marine Geol Survey Guangzhou 510760 Peoples R China China Geol Survey Gas Hydrate Engn Technol Ctr Guangzhou 510760 Peoples R China Southern Marine Sci & Engn Guangdong Lab Guangzho Guangzhou 511458 Peoples R China China Geol Survey Ctr Oil & Nat Gas Resource Explorat Beijing 100083 Peoples R China China Univ Geosci Sch Energy Resources Beijing 100083 Peoples R China China Geol Survey Beijing 100083 Peoples R China

The low permeability of clayey-silt hydrate reservoirs in the South China Sea affects the thermal and pressure conductivity of the reservoir, which is difficult to spread to the far end of the wellbore and achieve commercial gas production. In this respect, enhancing the permeability to assist depressurization is necessary. Hydraulic fracturing is a promising reservoir stimulation method for gas hydrate reservoirs. Up to now, majorities of research focus on the fracability of hydrate-bearing sandy sediments, but the studies rarely involved fracture propagation characteristics of clayey-silt sediments in the hydrate dissociation area. In this paper, three sets of hydraulic fracturing experiments under different confining pressure were carried out using the clayey-silt sediments in the Shenhu Area. Computed tomographic (CT) images indicated that clayey-silt sediments could be artificially fractured, and the fracturing fluid could induce tensile fractures and local shear fractures. A multimorphological fracture zone occurred near the borehole. Furthermore, the greater the confining pressure imposed, the greater the breakdown pressure was, and the microfracture arose more easily. The fractures at the top were generally wider than those at the bottom with the same confining pressure. The experimental results could reveal the fracture initiation and propagation mechanism of clayey-silt sediments and provide theoretical support for hydraulic fracture in the hydrate dissociation area.

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Optimization of the Natural Gas Hydrate Hot Water Injection Production Method: Insights from Numerical and Phase Equilibrium Analysis

SSRN

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SSRN 2023年

作者： Zhang, Zhaobin Li, Yuxuan Li, Shouding He, Jianming Li, Xiao Xu, Tao Lu, Cheng qin, xuwen Key Laboratory of Shale Gas and Geoengineering Institute of Geology and Geophysics Chinese Academy of Sciences Beijing100029 China Innovation Academy for Earth Science Chinese Academy of Sciences Beijing100029 China College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of Sciences Beijing100049 China Oil and Gas Resources Survey China Geological Survey Ministry of Natural Resources Beijing100083 China Guangzhou Marine Geological Survey China Geological Survey Ministry of Natural Resources Guangzhou510075 China

The heat injection during depressurization is a crucial technique for sustaining the long-term gas production rate of natural gas hydrates. To analyze the production patterns and mechanisms of hydrate dissociation under various heat injection conditions and to further optimize heat injection strategies, this study establishes a reservoir-scale three-dimensional heterogeneous computational model using a self-developed hydrate simulator. A novel in-situ heating method utilizing bottom seawater is proposed for heat injection, and comprehensive analyses of heating power and injection rates are conducted. The results indicate that increasing heating power at a constant injection rate enhances gas production rates while reducing thermal efficiency. Simultaneously, under constant heating power, gas production rates initially increase and then decrease with increasing injection rates, revealing the presence of an optimal injection rate. This paper introduces the concepts of temperature driving force and temperature modification ratio, analyzes the mechanisms of heat injection development, and derives an optimized strategy for hot water injection through curve fitting. This research enhances our understanding of the integrated approach involving thermal stimulation and depressurization, providing significant guidance for future production endeavors. © 2023, The Authors. All rights reserved.

关键词： Curve fitting

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Data Report: Molecular and Isotopic Compositions of the Extracted Gas from China's First Offshore Natural Gas Hydrate Production Test in South China Sea

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ENERGIES 2018年第10期11卷 2793-2793页

作者： Ye, Jianliang qin, xuwen Qiu, Haijun Xie, Wenwei Lu, Hongfeng Lu, Cheng Zhou, Jianhou Liu, Jiyong Yang, Tianbang Cao, Jun Sa, Rina China Geol Survey Guangzhou Marine Geol Survey Guangzhou 510760 Guangdong Peoples R China

Three hundred gas samples recovered from SHSC-4 during China's first gas hydrate production test in the South China Sea were examined for gas component and isotopic composition. According to the gas chromatography analysis, all the gas samples from SHSC-4 are predominated by CH4, with minor N-2 + O-2, as well as trace amounts of CO2, C2H6, and C3H8. No H2S was detected. The molecular and isotopic data of the gas samples fall into the region of mixed origin on the plot of C-1/(C-2 + C-3) - C-13(1), which is close to the microbial origin. The discrimination diagram of C-13(1) - D-CH4 shows that the methane in all of the samples is of microbial origin, and is derived from the CO2 reduction.

关键词： isotopic composition methane gas hydrate South China Sea

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Carbon Sequestration in Overlying Methane Hydrate Layers Via Hydrate Technology: Feasibility and Synergistic Benefits

SSRN

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SSRN 2024年

作者： Zhang, Zhaobin Li, Yuxuan Li, Shouding He, Jianming Xie, Zhuoran Li, Xiao Lu, Cheng qin, xuwen Key Laboratory of Shale Gas and Geoengineering Institute of Geology and Geophysics Chinese Academy of Sciences Beijing100029 China Innovation Academy for Earth Science Chinese Academy of Sciences Beijing100029 China College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of Sciences Beijing100049 China Oil and Gas Resources Survey China Geological Survey Ministry of Natural Resources Beijing100083 China China Geological Survey Ministry of Natural Resources Beijing100037 China

Excessive carbon dioxide emissions pose a global environmental issue, and carbon sequestration technology offers a solution. This study proposes a novel approach for carbon dioxide sequestration in the overlying layers of methane hydrate reservoirs using carbon dioxide hydrate technology. The feasibility and risks of this method are evaluated over a time scale of 100,000 years. The research indicates that after injection into the overlying layers of methane hydrate reservoirs, carbon dioxide migrates upwards driven by buoyancy, gradually forming highly saturated carbon dioxide hydrate shells at the leading edge of migration. Within these carbon dioxide hydrate shells, a portion of the carbon dioxide is sequestered in liquid and dissolved forms;however, over tens of thousands of years, some carbon dioxide escapes via dissolution and diffusion. The study further discusses the synergistic effects between methane hydrate extraction and carbon sequestration in overlying layers, showing that the cold seawater downdraw effect induced by methane hydrate extraction significantly enhances the efficiency and safety of carbon dioxide hydrate sequestration in the overlying layers. Given the widespread distribution of methane hydrate reservoirs globally, this research provides new insights into carbon sequestration technology. © 2024, The Authors. All rights reserved.

关键词： Carbon dioxide

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物探船谐波综合治理方案研究

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船舶工程 2020年第6期42卷 77-81,125页

作者：张优秦绪文谢宋清陈松龄夏骏中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 中国地质调查局北京100037 广州海洋地质调查局广州510075

先进的三维物探船是电力推进形式的科考船,配置有变频控制的大功率推进电机和震源空压机,电站谐波必须进行控制,否则将导致高精度信号的采集和运算产生较大误差。文章以国内首艘自主设计的某三维物探船为例,根据投资预算、谐波控制指标... 详细信息

先进的三维物探船是电力推进形式的科考船,配置有变频控制的大功率推进电机和震源空压机,电站谐波必须进行控制,否则将导致高精度信号的采集和运算产生较大误差。文章以国内首艘自主设计的某三维物探船为例,根据投资预算、谐波控制指标、勘探作业特点、动力冗余等要求,对变频器选型论证、对发电机参数调整,制定全船谐波的综合治理方案,对同类船舶动力系统的设计具有借鉴意义。

关键词：谐波失真滤波器变频器移相变压器短路电流

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从有路导航走向无路导航

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自然资源遥感 2024年第4期36卷 1-8页

作者：张过秦绪文朱春阳王善绣徐青运晓宇武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 中国卫星导航定位应用管理中心北京100088 战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

在有路导航日臻成熟的背景下,该文结合车辆在复杂非结构化环境下对导航服务的需求,提出了无路导航这一多学科交叉研究方向。首先,介绍了有路导航的发展及无路导航的需求场景,基于车辆通过性的4个具体方面,提出了从有路导航走向无路导航... 详细信息

在有路导航日臻成熟的背景下,该文结合车辆在复杂非结构化环境下对导航服务的需求,提出了无路导航这一多学科交叉研究方向。首先,介绍了有路导航的发展及无路导航的需求场景,基于车辆通过性的4个具体方面,提出了从有路导航走向无路导航过程中的科学问题,包括地理-地质通行要素精细化遥感探测、无路区域软地面土壤参数遥感获取、天候变化对地面特性的定量影响机理,阐明了无路导航的研究导向;然后,归纳了车辆通过性计算与表征技术、无路区域数字路网构建技术、无路导航智能路径规划技术等关键技术,提出了“无路区域有路化”的技术途径与无路区域数字路网的概念,构建了无路导航技术体系;最后,结合无路导航相关技术的实践,展现了其应用潜力。无路导航的研究将进一步丰富导航的内涵,拓宽导航应用边界。

关键词：无路导航导航电子地图通过性数字路网无路区域有路化

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陆域大地电磁基础网规划与展望

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地质通报 2024年第4期43卷 489-502页

作者：秦绪文戴意蕴张耀阳肖都方慧裴发根何大双冯斌中国地质调查局北京100037 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 国家现代地质勘查技术研究中心河北廊坊065000 自然资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室河北廊坊065000

阵列式大地电磁测深是区域地球物理调查的重点发展方向之一,对标国外先进水平和国家社会的基础性需求,中国阵列式大地电磁测深工作程度依然较低,缺乏整体规划,开展全国性观测计划亟需提上日程。系统总结了当前区域地球物理学的发展趋势... 详细信息

阵列式大地电磁测深是区域地球物理调查的重点发展方向之一,对标国外先进水平和国家社会的基础性需求,中国阵列式大地电磁测深工作程度依然较低,缺乏整体规划,开展全国性观测计划亟需提上日程。系统总结了当前区域地球物理学的发展趋势及国内外大地电磁网建设现状,提出了合作共建陆域多层级大地电磁基础网和大数据中心的顶层设计和规划布局,并对中国大地电磁基础网未来的重点发展方向进行了展望和思考。相关工作的顺利开展将为中国的区域地球物理调查拓展一项新属性参数,推动构建物性地球、结构地球和地球物理场四维模型,进而变革区域地球物理研究范式和工作模式,支撑中国深地探测走向世界前列。

关键词：区域地球物理大地电磁测深深地探测基础网建设观测监测体系数据库

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三维物探船6缆扩充到8缆物探作业系统的升级改造

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船舶工程 2019年第10期41卷 6-10,115页

作者：秦绪文张海瑛徐阳光李方杰孔小兵广州海洋地质调查局广州510075 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

三维物探船拖带数字地震电缆能力是衡量物探船作业效率的重要依据。在设计初期,可扩充为三维6缆的物探船。随着设计的深入,对于船舶的空间及动力系统、稳性、船体结构强度等进行合理评估,同时对艉部物探作业系统进行了进一步优化,最终... 详细信息

三维物探船拖带数字地震电缆能力是衡量物探船作业效率的重要依据。在设计初期,可扩充为三维6缆的物探船。随着设计的深入,对于船舶的空间及动力系统、稳性、船体结构强度等进行合理评估,同时对艉部物探作业系统进行了进一步优化,最终升级为国内第一艘三维8缆作业物探船。艉部物探作业系统合理空间位置的预留,为升级改造提供了可行的方案。经过此次升级改造,提高了船舶的物探作业效率,使物探作业性能指标达到国际先进水平。

关键词：三维物探船 6缆 8缆物探作业系统

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南海天然气水合物试采储层热流耦合与温度场调控研究进展

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地质学报 2024年第11期98卷 3213-3224页

作者：秦绪文陆程张召彬王平康李守定董艳辉马超何玉发庞守吉中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083 自然资源部青海木里天然气水合物与冻土环境野外科学观测研究站北京100083 天然气水合物勘查开发国家工程技术研究中心广东广州510075 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质调查局北京100037 中国地质调查局广州海洋地质调查局广东广州510075 中海油研究总院有限责任公司北京100028

中国南海天然气水合物储层类型以泥质粉砂为主,与其他国家和地区的砂质储层相比开采难度大。本文针对南海北部泥质粉砂天然气水合物降压开采涉及的相变习性演化、有效渗透率变化、热流耦合模式、试采系统温度场调控与矿场尺度增温防冰... 详细信息

中国南海天然气水合物储层类型以泥质粉砂为主,与其他国家和地区的砂质储层相比开采难度大。本文针对南海北部泥质粉砂天然气水合物降压开采涉及的相变习性演化、有效渗透率变化、热流耦合模式、试采系统温度场调控与矿场尺度增温防冰等关键问题,综述了笔者团队近年来取得的最新研究成果。研究表明,泥质粉砂型水合物相变始终处于动态平衡状态,储层因富含黏土水合物相变滞后效应明显;试采井壁处节流膨胀效应强烈,“温度漏斗”斜率最大,一旦形成“水锁”与生成二次水合物,气相渗流能力将明显降低;在无外部热源补给情况下,较高的产气速率,易造成水合物分解速率减缓直至停止分解,中国南海泥质粉砂水合物分解主要受传热控制模式影响,亟需建立有效的“储层-井筒”试采系统多元温压调控与安全流动机制,提高产气效率;依托自然资源部青海木里天然气水合物与冻土环境野外科学观测研究站,利用原位补热降压充填的水合物开采方法,成功完成矿场尺度水合物试采系统温度场改造试验,进一步优化提高了储层渗流能力,实现了增渗扩产目的。

关键词：泥质粉砂试采系统相变习性热流耦合温度场改造

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消音缝结构对75Cr1材质圆锯片旋转状态下振动特性的影响

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工具技术 2024年第10期58卷 75-82页

作者：秦绪文王玉奇王继荣白硕玮张华辰青岛大学机电工程学院

在锯片基体设计消音缝结构是75Cr1材质圆锯片重要的减振降噪方式。为研究消音缝加工位置对旋转状态下75Cr1材质圆锯片振动特性的作用机理,构建了考虑离心应力影响的75Cr1材质圆锯片模态仿真模型,分别探究了在其基体内部和边缘加工消音... 详细信息

在锯片基体设计消音缝结构是75Cr1材质圆锯片重要的减振降噪方式。为研究消音缝加工位置对旋转状态下75Cr1材质圆锯片振动特性的作用机理,构建了考虑离心应力影响的75Cr1材质圆锯片模态仿真模型,分别探究了在其基体内部和边缘加工消音缝对旋转模态振型以及固有频率的影响。结果表明:加工基体消音缝后,不易产生驻波共振,模态的固有频率发生分离;加工边缘消音缝后,部分模态振型的阶次顺序发生改变,不利于动态稳定性的模态振型阶次后移;基体内部消音缝的模态分离作用较强,边缘消音缝的模态分离作用较弱。本研究结论对制锯企业面向不同工作转速需求的消音缝优化设计具有一定指导意义。

关键词：圆锯片消音缝离心应力振动特性分析

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