Impact of particle size on the behavior of hydrate-bearing coarse-grained sands

ABSTRACT: This paper summarizes results from a series of laboratory tests carried out on hydrate-bearing sands (HBS) with wider particle size distributions than previously tested. The laboratory synthesized HBS specimens were tested in a specially designed triaxial apparatus that included a resonant column drive head to quantify both small- and large-strain responses. Accurate measurements of temperature, axial and radial strains, and axial stress were recorded during testing, to fully explore the geomechanical behavior of HBS during hydrate formation, and subsequent shearing. Preliminary results highlight the influence of coarser particles on the geomechanical response of HBS during formation where HBS with coarser particles were less dependent on confining stress at higher hydrate saturations. The results from testing will enhance our understanding of gas hydrate bearing reservoirs in nature and help predict the response of these reservoirs during methane gas extraction.

RÉSUMÉ: Cet article résume les résultats d’une série de tests laboratoires effectués sur des sables contenant des hydrates de gaz (HBS) dont les distributions granulométriques sont plus larges que celles testées précédemment. Les spécimens synthétisés en laboratoire ont été testés dans un appareil triaxial spécialement conçu qui comprend une tête d’entraînement de colonne résonante pour quantifier les petites et grandes déformations ressenties par le spécimen. Des mesures précises de température, déformations axiales et radiales, et stresses axiales sont enregistrées afin de complètement explorer le comportement géomécanique des HBS lors de la formation des hydrates. Les résultats préliminaires soulignent l’influence qu’à les particules plus grossières sur le comportement géomécanique des HBS durant la formation où ceux avec des particules plus grossières dépendent moins sur la contrainte de confinement à des saturations en hydrate plus élevées. Les résultats amélioreront notre compréhension des réservoirs naturels contenant des hydrates de gaz et permettra la prédiction de la réponse de ces réservoirs lors de l’extraction du méthane.