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物探与化探  2017, Vol. 41 Issue (1): 116-122    DOI: 10.11720/wtyht.2017.1.18
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基于探地雷达的实验室水合物物理模型制备与电磁特性研究
杜炳锐1,2, 白大为1,2, 方慧1,2, 张鹏辉1,2, 吕琴音1,2
1. 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;
2. 国土资源部 地球物理电磁法探测技术重点实验室, 河北 廊坊 065000
Preparation of laboratory hydrate physical model and research on the electromagnetic properties based on the ground penetrating radar
DU Bing-Rui1,2, BAI Da-Wei1,2, FANG Hui1,2, ZHANG Peng-Hui1,2, LYU Qin-Yin1,2
1. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang 065000, China;
2. Laboratory of Geophysical EM Probing Technologies, MLR, Langfang 065000, China
全文: PDF(2765 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

探地雷达是探测水合物的一项有效技术手段。通过模拟试验研究实验室水合物电磁特性与水合物饱和度等因素的关系,对陆域冻土区水合物勘探及储量估算具有重要的意义。通过实验室制样获得以均匀天然石英砂颗粒为骨架的含四氢呋喃水合物土样并对其介电常数进行研究,发现在1.5G高频雷达测试下,纯冰模型与四氢呋喃水合物具有明显的电磁特性差异;当四氢呋喃水合物模型饱和度大于35%时,水合物模型介电常数随水合物体积增大而增大,雷达波在模型中传播速度逐渐减小;四氢呋喃水合物在10℃室温及常压下可以保持近1 h的模型稳定性,当模型孔隙中水合物和液态四氢呋喃共存时,合成试样的四氢呋喃体积分数越大,孔隙中液态四氢呋喃越多,水合物模型的介电常数也随之增大。

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Ground penetrating radar is an effective technology for detecting hydrates. Simulation test and study of the relationship between electromagnetic characteristics and gas hydrate saturation as well as other factors show that ground penetrating radar has great significance for permafrost hydrate exploration and reserve estimation in terrestrial area. Through production of samples by the laboratory the authors obtained a uniform natural quartz sand particle as a skeleton containing tetrahydrofuran hydrate and studied its dielectric constant. After the 1.5G high-frequency radar testing, it was found that the electromagnetic characteristics have obvious difference between the pure hydrate model and the THF hydrate model. When the saturation of the model of tetrahydrofuran hydrate is higher than 35%, the volume of hydrate increases, the dielectric constant of hydrate model increases too, and the radar speed decreases in the model. The THF hydrate does keep stability in nearly one hour at 10℃ room temperature and atmospheric pressure; when the hydrate and liquid tetrahydrofuran coexist in the pore of the model, the more the volume fraction of THF and the more liquid THF in the pore, the greater the dielectric constant of hydrate model is.

收稿日期: 2016-06-27      出版日期: 2017-02-10
:  P631  
基金资助:

科技部基本科研业务专项(AS2015P02);国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目“冻土带天然气水合物地球物理勘查技术”(2012AA061403)

作者简介: 杜炳锐(1984-),男,出生于黑龙江省大庆市,硕士,工程师,主要从事电磁方法技术及应用研究工作。Email:dubingrui@igge.cn
引用本文:   
杜炳锐, 白大为, 方慧, 张鹏辉, 吕琴音. 基于探地雷达的实验室水合物物理模型制备与电磁特性研究[J]. 物探与化探, 2017, 41(1): 116-122.
DU Bing-Rui, BAI Da-Wei, FANG Hui, ZHANG Peng-Hui, LYU Qin-Yin. Preparation of laboratory hydrate physical model and research on the electromagnetic properties based on the ground penetrating radar. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017, 41(1): 116-122.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2017.1.18      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2017/V41/I1/116

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