Лабораторное изучение структуры формирования гидратов метана в порах и ее связь с акустическими свойствами образца

Проект нацелен на комплексное изучение гидратосодержащих образцов для выявления зависимостей акустических свойств от микропараметров, включая структуру газогидратов. Поскольку исследуемые гидраты нестабильны при нормальных температуре и давлении, то весь комплекс исследований должен происходить в одной камере без её вскрытия. В проекте была создана специальная экспериментальная камера, позволяющая формировать и поддерживать стабильное состояние исследуемого гидратосодержащего образца, а также обеспечить возможность как акустических измерений, так и рентгеновской томографической съемки. В ходе работ был проведен большой объем экспериментов на канале вывода «Рентгеновская микротомография и микроскопия», расположенный на ускорителе заряженных частиц ВЭПП-3 ИЯФ СО РАН. Часть экспериментальных работ была направлена на тестирование и отработку методики проведения экспериментов с последующей доработкой камеры на основе полученных результатов. Также были проведены эксперименты на песчаных образцах, с формированием в них гидрата ксенона методом «с избытком газа». При этом наблюдалось характерное увеличение скоростей продольных волн, связанного с цементацией гранул гидратом. Были получены томографические изображения микроструктуры порового пространства образцов с пространственным разрешением порядка 5 мкм, что позволило различить различные фазы: воду/лед, гидрат ксенона и газ. Результаты томографической съемки показали, что сформированный гидрат ксенона обволакивает гранулы песка. Также было показано, что в области томографической съемки гидрат был распределен в поровом пространстве равномерно. Эти связи далее могут быть использованы при построении физических моделей с последующей разработкой геофизических методов исследования строения и мониторинга процессов разработки или деградации природных скоплений газогидратов или мерзлых толщ.