Геомеханические и экологические риски при разработке глубоководных газовых гидратов: выводы из многомасштабных мультифизических взаимодействий

Глубоководные природные газовые гидраты представляют собой огромный энергетический потенциал, однако их промышленная добыча инициирует сложные мультифизические взаимодействия, создавая значительные геомеханические и экологические опасности. В настоящем обзоре обобщены последние достижения в изучении многомасштабных факторов, вызывающих нестабильность залежей и утечки газа. С использованием трехмерной цифровой физики горных пород исследовано влияние эволюции микроструктуры на нелинейную фильтрацию с особым вниманием к переходам морфологии гидратов и закупориванию, вызванному миграцией мелкодисперсных частиц. Геомеханические опасности интерпретируются с помощью новых конститутивных моделей перераспределения напряжений, сопряженных с акустико-механическим мониторингом. Кроме того, интеграция многомерного геофизического мониторинга с гибридными методологиями объединения данных, основанными на данных и физических моделях, открывает новый путь к прогнозированию сопряженного гидромеханического поведения и обеспечивает адаптивное управление в реальном времени. Благодаря устранению разрыва между масштабами от молекулярной кинетики до откликов на уровне залежи сформулирована комплексная концепция безопасной и предсказуемой добычи гидратов при одновременном снижении рисков экологических утечек.