Både intra-pore-hydratmorfologi och inter-pore-hydratfördelning påverkar de fysikaliska egenskaperna hos hydratbärande sediment, men det har hittills inte gjorts några porskaleobservationer av hydratvanor under tryck i bevarade tryckkärnprover. Vi presenterar för första gången en mikro-CT-studie i porskala av naturliga hydratbärande kärnor som förvärvades från Green Canyon Block 955 i UT-GOM2-1 Expedition och bevarade inom hydrattryck-temperaturstabilitetsförhållanden under hela sub- provtagnings- och bildbehandlingsprocesser. Uppmätt hydratmättnad i delproverna, tagna från enheter som förväntas ha in situ-mättnad på 80 procent eller mer, varierar från 3 ± 1 procent till 56 ± 11 procent, tolkat från mikro-CT-bilder. Observationer i porskala av gashydrat i delproverna tyder på att hydrat i siltiga sediment vid Mexikanska golfen är porinvasiv snarare än partikelförskjutande, och hydratpartiklar i dessa naturliga vattenmättade prover är porfyllande utan bevis för spannmålsbeläggning. Hydrate kan bilda ett uppkopplat 3D-nätverk och ge mekaniskt stöd för sedimenten även utan cementering. Det tekniska genombrottet för att direkt visualisera hydratporvanor på partikelnivå i naturliga sediment som rapporteras här belyser framtida undersökningar av tryck- och temperaturkänsliga processer inklusive hydratbärande sediment,luftbehandlingslagerenheter, kolflänsbussningar,lösta gaser och andra biokemiska processer i djuphavsmiljön.
Gashydrat är utbrett i naturen. Det är särskilt ett attraktivt mål för kommersiell gasproduktion för länder med brist på konventionella kolväteresurser. En god förståelse för de fysikaliska egenskaperna hos hydratbärande sediment i naturliga reservoarer är en förutsättning för att uppnå detta mål förutsägbart och säkert. Till exempel används ofta akustiska våghastigheter och elektriska konduktiviteter för att sluta sig till hydratmättnad, vilket är en nyckelparameter för att bestämma gas- och vattenproduktionspotentialen från reservoaren. Korrelationen mellan hydratmättnad och olika fysikaliska egenskaper beror i hög grad på antagna porvanor hos gashydrat och gashydratfördelning mellan porerna. Det har dock inte gjorts några direkta observationer av hydratförekomst i porskala i naturliga kärnor som aldrig sänkts tryck för att stödja sådana tolkningar av hydratporvanor, främst på grund av den tekniska komplexiteten. Denna utmanande uppgift blir nu möjlig, som rapporterats i denna studie, på grund av den senaste utvecklingen av tryckkärntekniken och högupplöst mikro-CT-visualisering av metanhydrat30, inklusive tidigare CT-studier på tryckkärnor i kärnskala och högupplösta studier på THF och Xenonhydrat i laboratoriet.
Naturgashydrat är stabilt under högt tryck och låg temperatur; därför kräver det bevarandet av de förhållanden som överensstämmer med gashydratstabilitet under hela kärnningen, hämtningen och karakteriseringen. Tryckkärntekniken har utvecklats för gasiga och djupa sediment och använts i de senaste gashydratexpeditionerna i USA, Kina, Sydkorea, Japan och Indien. Dessa senaste ansträngningar inriktade på reservoarer med hög mättnad har avancerat tekniken för skärning och transport av tryckkärnor, vilket är en förutsättning för denna studie. Petrofysiska och geomekaniska egenskaper hos erhållna tryckkärnor har i stor utsträckning karakteriserats, dock utan observationer i porskala av dessa tryckkärnor.
Hydrats porvanor i naturliga sediment har härletts från olika geofysiska brunnsloggningsdata. Framsteg inom icke-förstörande 3D-tekniker inklusive magnetisk resonanstomografi (MRI) och röntgen-CT möjliggör direkta observationer av syntetiska eller analoga hydratkristaller i sedimentporer. På senare tid har hydrat intra-pore morfologi och inter-pore distribution analyserats med ökande upplösning. På grund av begränsningen av röntgen-CT-tekniken, bör provstorleken vara tillräckligt liten för att erhålla högupplösta bilder, vilket krävs för att lösa high fidelity av hydratmorfologi i de små porerna i naturliga hydratbärande sediment. Ändå är hämtningen av en liten kärna samtidigt som stabiliteten av hydrat bibehålls såväl som integriteten hos naturliga hydratbärande sediment utan motstycke.
Denna studie omfattar karakteriseringen av en 30-cm lång tryckkärna (kärna H005 5FB-3: 426,51–427,63 m under havsbotten), som hämtades från Green Canyon Block 955, Northern Mexikanska golfen28. Fyndigheten är sammansatt av inbäddade sandig silt och lerhaltiga siltlager57. Hydratmättnaden i sandig silt på denna plats sträcker sig från 79 till 93 procent, bestämt genom uppsamling av mängden gas under tryckkärnavgasning och porvattnets salthalt är nära havsvattenkoncentrationen. Ytterligare information om tryckkärnan, såsom borrningsprocessen, finns i Ref. Vi utvecklade en uppsättning verktyg som tillåter subsampling av minikärnor från tryckkärnan för mikro-CT-skanningar, som vi tillämpade på kärnan H005 5FB-3. Observera att tryckkärnan före sub-coreing har genomgått en rad händelser: tryckkärnningen genomfördes i maj 2017, kärnorna skannades med PCAT (Pressure Core Analysis and Transfer System) och skars i 3 sektioner som överfördes till University of Texas (UT)28 och lagras vid UT till september 2018. I juli 2019 skars en 30-cm lång sektion från en 111.5-cm sektion, överförd till ett NETL-tryckkärl, och transporteras till NETL. Efter mikro-CT-skanning samlas sedimenten av trycksänkta kärnor och analyseras för att erhålla deras mineralogi och indexegenskaper och för att ytterligare testa eventuella implikationer associerade med specifika icke-native vätskor som används i avbildningsproceduren. Det här manuskriptet kommer att fokusera på karaktären och konsekvenserna av tryckkärnnedbrytning på grund av mekaniska, termiska och kemiska störningar under tryckkärnhantering, våra initiala observationer av gashydratmorfologi i porskala och hydratfördelning mellan porerna och observationer under gashydratdissociation .
Mer information:
Marginal Bearing är ett professionellt företag för holistisk lösning av teknologier för självsmörjande och försmorda glidlager. Marginallager finns i Jiashan, Zhejiang, där är basen för tillverkning av självsmörjande och försmorda glidlager i Kina.
Topprankade produkter rekommendation:
MG-TEX stål med PTFE fibertyglager:
Det här nya materialet använder PTFE-fibertyget på stålunderlag, tyget har hög belastningskapacitet och mycket längre livslängd jämfört med konventionella 3-lagerbussningar. Metallmatrisen ger lagret utmärkta belastningsegenskaper och kan överför värmen som genereras under driften av lagret i tid, medan PTFE-vävt material är utformat för att användas under helt torra friktionsförhållanden. Den har en lägre friktionskoefficient och utmärkt slitstyrka. Jämfört med traditionella lager, förutom hög belastningsprestanda, kan det helt eliminera olja och eliminera processunderhåll, och det glider smidigt. Det kommer inte att finnas något "klibbigt" fenomen.
Om du är intresserad av våra produkter, se gärna här:
https://www.marginalbearing.com/products/catalogue.html
Kontakta oss:
https://www.marginalbearing.com/AboutUs/contact.html
