geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2019-4-17geophystech-82Research ArticleСтатьиАкустические измерения и рентгеновская томография песчаных образцов, содержащих гидрат ксенонаAcoustic measurements and X-ray tomography of sand samples containing xenon hydrateДробчикА. Н.DrobchikA. N.

ДРОБЧИК Аркадий Николаевич – научный сотрудник, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3, Россия

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090, Russia

ДугаровГ. А.DugarovG. A.

ДУГАРОВ Гэсэр Александрович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3, Россия

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090, Russia

DugarovGA@ipgg.sbras.ruДучковА. А.DuchkovA. A.

ДУЧКОВ Антон Альбертович – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3, Россия; 630090, ул. Пирогова, 1, Россия

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090, Russia; Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090, Russia

КуперК. Э.KuperK. E.

КУПЕР Константин Эдуардович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 11, Россия

Lavrentiev Ave., 11, Novosibirsk, 630090, Russia

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАНРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RASRussian FederationИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; Новосибирский государственный университетРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS; Novosibirsk State UniversityRussian FederationИнститут ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАНРоссияBudker Institute of Nuclear Physics SB RASRussian Federation201903092020041723Copyright © Дробчик А.Н., Дугаров Г.А., Дучков А.А., Купер К.Э., 20202020Дробчик А.Н., Дугаров Г.А., Дучков А.А., Купер К.Э.Drobchik A.N., Dugarov G.A., Duchkov A.A., Kuper K.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/82

Дано описание новой разработанной камеры, позволяющей проводить одновременные акустические измерения и рентгеновскую томографию гидратосодержащих образцов. Приводятся результаты первых экспериментов по формированию гидрата ксенона в песчаном образце методом «с избытком газа». Формирование газогидрата в образце привело к характерному увеличению скоростей продольных волн, связанному с цементацией гранул гидратом. Полученные томографические изображения показали, что сформированный гидрат ксенона обволакивает гранулы песка. Также наблюдается равномерное распределение гидрата в поровом пространстве в области сканирования.

The work describes a new developed cell, which allows simultaneous acoustic measurements and X-ray tomography of hydrate-bearing samples. The results of the first experiments on the formation of xenon hydrate in a sand sample by the “excess gas” method are presented. The formation of gas hydrate in the sample led to compressional wave velocity increase associated with cementation of granules with hydrate. The obtained tomographic images showed that formed xenon hydrate envelops sand granules. A uniform distribution of hydrate in the pore space in the scan area is also observed.

газовые гидратыгидрат ксенонаакустические свойстварентгеновская синхротронная томографияэкспериментальные исследованияgas hydratesxenon hydrateacoustic propertiesX-ray synchrotron tomographyexperimental studiesИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №18-32-00647.ReferencesДучков А.Д., Дугаров Г.А., Дучков А.А., Дробчик А.Н. Лабораторные исследования скорости и поглощения ультразвуковых волн в песчаных образцах, содержащих воду/лед, гидраты метана и тетрагидрофурана // Геология и геофизика. – 2019. – Т. 60, № 2. – С. 230–242.Дучков А.Д., Дугаров Г.А., Дучков А.А., Дробчик А.Н. Лабораторные исследования скорости и поглощения ультразвуковых волн в песчаных образцах, содержащих воду/лед, гидраты метана и тетрагидрофурана // Геология и геофизика. – 2019. – Т. 60, № 2. – С. 230–242.Дучков А.Д., Дучков А.А., Дугаров Г.А., Дробчик А.Н. Скорости ультразвуковых волн в песчаных образцах, содержащих воду, лед или гидраты метана и тетрагидрофурана (лабораторные измерения) // Доклады академии наук. – 2018. – Т. 478, № 1. – С. 94–99.Дучков А.Д., Дучков А.А., Дугаров Г.А., Дробчик А.Н. Скорости ультразвуковых волн в песчаных образцах, содержащих воду, лед или гидраты метана и тетрагидрофурана (лабораторные измерения) // Доклады академии наук. – 2018. – Т. 478, № 1. – С. 94–99.Истомин В.А., Моисейкин П.А., Абрашов В.Н., Федулов Д.М., Черных В.В., Медведев С.Г., Сопнев Т.В. Гидратообразование в призабойной зоне пласта при освоении туронских залежей Западной Сибири // Вести газовой науки. – 2013. – № 5. – С. 99–104.Истомин В.А., Моисейкин П.А., Абрашов В.Н., Федулов Д.М., Черных В.В., Медведев С.Г., Сопнев Т.В. Гидратообразование в призабойной зоне пласта при освоении туронских залежей Западной Сибири // Вести газовой науки. – 2013. – № 5. – С. 99–104.Макогон Ю.Ф., Омельченко Р.Ю. Мессояха – газогидратная залежь, роль и значение // Геология и полезные ископаемые мирового океана. – 2012. – № 3. – С. 5–19.Макогон Ю.Ф., Омельченко Р.Ю. Мессояха – газогидратная залежь, роль и значение // Геология и полезные ископаемые мирового океана. – 2012. – № 3. – С. 5–19.Bultreys T., De Boever W., Cnudde V. Imaging and image-based fluid transport modeling at the pore scale in geological materials: A practical introduction to the current state-of-the-art // Earth-Science Reviews. – 2016. – Vol. 155. – P. 93–128.Bultreys T., De Boever W., Cnudde V. Imaging and image-based fluid transport modeling at the pore scale in geological materials: A practical introduction to the current state-of-the-art // Earth-Science Reviews. – 2016. – Vol. 155. – P. 93–128.Chaouachi M., Falenty A., Sell K., Enzmann F., Kersten M., Haberthür D., Kuhs W.F. Microstructural evolution of gas hydrates in sedimentary matrices observed with synchrotron X-ray computed tomographic microscopy // Geochemistry. Geophysics. Geosystems. – 2015. – Vol. 16. – P. 1711–1722.Chaouachi M., Falenty A., Sell K., Enzmann F., Kersten M., Haberthür D., Kuhs W.F. Microstructural evolution of gas hydrates in sedimentary matrices observed with synchrotron X-ray computed tomographic microscopy // Geochemistry. Geophysics. Geosystems. – 2015. – Vol. 16. – P. 1711–1722.Chong Z.R., Yang S.H.B., Babu P., Linga P., Li X.-S. Review of natural gas hydrates as an energy resource: Prospects and challenges // Applied Energy. – 2016. – Vol. 162. – P. 1633–1652.Chong Z.R., Yang S.H.B., Babu P., Linga P., Li X.-S. Review of natural gas hydrates as an energy resource: Prospects and challenges // Applied Energy. – 2016. – Vol. 162. – P. 1633–1652.Dugarov G.A., Duchkov A.A., Duchkov A.D., Drobchik A.N. Laboratory validation of effective acoustic velocity models for samples bearing hydrates of different type // Journal of Natural Gas Science and Engineering. – 2019. – Vol. 63. – P. 38–46.Dugarov G.A., Duchkov A.A., Duchkov A.D., Drobchik A.N. Laboratory validation of effective acoustic velocity models for samples bearing hydrates of different type // Journal of Natural Gas Science and Engineering. – 2019. – Vol. 63. – P. 38–46.Fusseis F., Xiao X., Schrank C., De Carlo F. A brief guide to synchrotron radiation-based microtomography in (structural) geology and rock mechanics // Journal of Structural Geology. – 2014. – Vol. 65. – P. 1–16.Fusseis F., Xiao X., Schrank C., De Carlo F. A brief guide to synchrotron radiation-based microtomography in (structural) geology and rock mechanics // Journal of Structural Geology. – 2014. – Vol. 65. – P. 1–16.Jin Y., Konno Y., Nagao J. Pressurized subsampling system for pressurized gashydrate-bearing sediment: microscale imaging using X-ray computed tomography // Review of Scientific Instruments. – 2014. – Vol. 85. – 094502.Jin Y., Konno Y., Nagao J. Pressurized subsampling system for pressurized gashydrate-bearing sediment: microscale imaging using X-ray computed tomography // Review of Scientific Instruments. – 2014. – Vol. 85. – 094502.Kulenkampff J., Spangenberg E. Physical properties of cores from the Mallik 5L-38 gas hydrate production research well under simulated in situ conditions using the Field Laboratory Experimental Core Analysis System (FLECAS) // Scientific Results from the Mallik 2002 Gas Hydrate Production Research Well Program, Mackenzie Delta, Northwest Territories, Canada / Eds. S.R. Dallimore, T.S. Collett – Geological Survey of Canada, 2005. – Bulletin 585. – 16 p. https://doi.org/10.4095/220734Kulenkampff J., Spangenberg E. Physical properties of cores from the Mallik 5L-38 gas hydrate production research well under simulated in situ conditions using the Field Laboratory Experimental Core Analysis System (FLECAS) // Scientific Results from the Mallik 2002 Gas Hydrate Production Research Well Program, Mackenzie Delta, Northwest Territories, Canada / Eds. S.R. Dallimore, T.S. Collett – Geological Survey of Canada, 2005. – Bulletin 585. – 16 p. https://doi.org/10.4095/220734Priegnitz M., Thaler J., Spangenberg E., Rücker C., Schicks J.M. A cylindrical electrical resistivity tomography array for three-dimensional monitoring of hydrate formation and dissociation // Review of Scientific Instruments. – 2013. – Vol. 84. – 104502.Priegnitz M., Thaler J., Spangenberg E., Rücker C., Schicks J.M. A cylindrical electrical resistivity tomography array for three-dimensional monitoring of hydrate formation and dissociation // Review of Scientific Instruments. – 2013. – Vol. 84. – 104502.Sell K., Saenger E.H., Falenty A., Chaouachi M., Haberthür D., Enzmann F., Kuhs W.F., Kersten M. On the path to the digital rock physics of gas hydrate-bearing sediments – processing of in situ synchrotron-tomography data // Solid Earth. – 2016. – Vol. 7. – P. 1243–1258.Sell K., Saenger E.H., Falenty A., Chaouachi M., Haberthür D., Enzmann F., Kuhs W.F., Kersten M. On the path to the digital rock physics of gas hydrate-bearing sediments – processing of in situ synchrotron-tomography data // Solid Earth. – 2016. – Vol. 7. – P. 1243–1258.Waite W.F., Santamarina J.C., Cortes D.D., Dugan B., Espinoza D.N., Germaine J., Jang J., Jung J.W., Kneafsey T.J., Shin H., Soga K., Winters W.J., Yun T.-S. Physical properties of hydrate-bearing sediments // Review of Geophysics. – 2009. – Vol. 47. – RG4003.Waite W.F., Santamarina J.C., Cortes D.D., Dugan B., Espinoza D.N., Germaine J., Jang J., Jung J.W., Kneafsey T.J., Shin H., Soga K., Winters W.J., Yun T.-S. Physical properties of hydrate-bearing sediments // Review of Geophysics. – 2009. – Vol. 47. – RG4003.Winters W.J., Dillon W.P., Pecher I.A., Mason D.H. GHASTLI – determining physical properties of sediment containing natural and laboratory-formed gas hydrate // Natural gas hydrate in oceanic and permafrost environments. – Springer, 2000. – P. 311–322.Winters W.J., Dillon W.P., Pecher I.A., Mason D.H. GHASTLI – determining physical properties of sediment containing natural and laboratory-formed gas hydrate // Natural gas hydrate in oceanic and permafrost environments. – Springer, 2000. – P. 311–322.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.