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尽管海底有丰富的气体水合物 ,但我们对其生成过程还知之甚少。实验室的研究通常通过冰和气体混合物或液态水和自由气体剧烈搅动的混合物予以合成 ,但这些尚不能代表海洋环境条件。的确 ,许多地区海洋沉积物中的气体供应不能满足生成游离气的需要 ,当然也有例外。通常认为水合物由水溶液产生 ,这种假设依据的是热动力均衡计算(Ｍｉｌｌｅｒ,１９７４;Ｈａｎｄａ,１９９０) ,但问题是水合物晶体能否在溶解气体含量不足以形成游离气相时成核。因此 ,水合物怎样成核和水合物怎样由水溶液生成是了解水合物怎样在自然条件下形成的关键。国际上… 相似文献
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水分子与烃类气体沉积物孔隙中结合形成水合物的过程中,只吸取孔隙中的淡水,而盐类物质不能进入水合物的晶体结构,在水合物形成过程中会引起局部孔隙水离子浓度的浓缩,增加周围沉积物孔隙水的盐度;而当水合物分解时,孔隙水就会被稀释,使得钻孔获得的水合物样品比不含水合物的样品具有更低的盐度.因为C1-是浅层海洋没积物孔隙水中一种丰富且保守的离子,C1-离子浓度变化通常被用来监测天然气水合物的形成和分解.…… 相似文献
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电阻率层析成像技术(ERT)作为一种岩心尺度的可视化测试手段,在天然气水合物成藏-开采过程模拟方面具有广阔的应用前景。目前国内专门针对天然气水合物合成-分解过程进行电阻率层析成像观测的报道较少。本文采用自主研发的天然气水合物电阻率层析成像测试系统,以冰的形成和融解过程为例,探讨了电阻率层析成像技术在天然气水合物可视化观测中的可用性。实验结果表明,电阻率层析成像技术能够实时在线监测沉积物体系中冰的形成和溶解过程,以及该过程中冰在沉积物孔隙中的分布规律。结冰-融冰过程中沉积物体系的电导率分布受温度、孔隙连通性、盐度因素影响,排盐效应对电导率不均匀性分布影响明显。研究结果对进一步开展电阻率层析成像技术在天然气水合物探测方面的应用有一定的参考意义。 相似文献
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《海洋地质前沿》2021,37(5)
电阻率对沉积物组成和微观结构具有极高敏感性,是反映水合物生成分解过程物性演化的重要参数。然而由于影响因素复杂,人们对电阻率随CH_4水合物生成分解的演化规律仍不清楚。对含CH_4水合物沉积物的电阻率实验研究进展进行了梳理,分析了电阻率的主要影响因素,总结了纯水、盐水、非饱和水等不同体系中水合物生成分解过程电阻率演化规律。研究认为,在纯水沉积物中,电阻率随着水合物的生成不断增大;在盐水沉积物中,成核阶段的排盐效应以及生长阶段的重结晶或Ostwald熟化现象都会导致沉积物电阻率的降低;对非饱和水沉积物,气体和水在重力、毛细管力作用下、孔隙溶液离子在渗透和扩散作用下,都对沉积物电阻率造成影响。基于上述分析,提出了水合物生成过程模型,探讨了电学特性实验研究未来发展方向,对水合物电学研究具有一定的参考意义。 相似文献
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天然气水合物客体分子与同位素组成特征及其地球化学应用 总被引：1，自引：0，他引：1
对1999—2011年间发表的全球18个地区(包括海洋、内陆海与湖泊、陆域冻土区)244件天然气水合物样品的气体分子与同位素组成数据进行了归纳与总结,结果发现:C1是自然界中天然气水合物的最主要组成成分,C2-C6烷烃和CO2也是其常见的客体分子,C6+、H2S等较少存在于水合物分解气中。海洋、内陆海与湖泊、陆域冻土区天然气水合物的客体分子种类存在一定的差异,且碳氢同位素的组成范围也比较宽泛。根据气体分子与同位素组成数据可有效判识天然气水合物的气体来源与成因类型,甚至在研究水合物形成与分解控制因素、气体迁移与成藏过程等方面也具有重要的指示作用。 相似文献
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海底边坡失稳会给人类造成巨大危害,部分海底边坡失稳案例被证实与水合物分解有关。由于海底条件的复杂性,人们很难直接观察水合物分解引起的海底边坡失稳过程。数值模拟可以相对准确地预测水合物分解可能引起的海底边坡失稳状况。通过选用基于ABAQUS软件的有限元强度折减法,模拟海底边坡失稳的过程并得到相应结果,分析了水合物分解程度、水合物带上覆厚度、边坡角度等因素对海底边坡稳定性的影响。结果表明,正常情况下,塑性区首先在坡脚区域出现并逐渐向上发展至坡顶;当水合物分解达到一定程度后,塑性区首先出现在水合物带,随后自水合物带向上发展至坡顶,并和随后在坡脚出现的塑性区形成贯通边坡的塑性带。水合物埋藏越深,越有可能造成大规模的滑坡;边坡角度高于15°时,水合物分解会急剧促进边坡失稳。 相似文献
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为弄清天然气水合物油气系统模拟的原理和实现过程及应用,系统分析了水合物油气系统发展历程和技术特色,总结了该技术在墨西哥湾、水合物脊、阿拉斯加北坡及中国天然气水合物研究中的应用。研究认为:天然气水合物油气系统模拟是在研究类似含油气系统中的生烃、排烃、运移、聚集和逸散模拟基础上,对地质模型网格和地质时代进行细化设置,达到对不同地质时期水合物的分布、热成因/生物成因甲烷气的运移、稳定带内水合物形成时期和资源量进行模拟的目的。系统的模拟可以证实含气流体的运移是天然气水合物聚集成藏的重要控制因素,可以预测天然气水合物稳定带的空间分布、地质演化,热成因气和生物成因气生成、运移、聚集并形成天然气水合物的过程,还可以定量计算水合物资源量。目前,中国对于该技术的应用还处于起步阶段,应该深入学习国外成功经验,大力推广,以提高中国天然气水合物理论研究及勘探开发水平。 相似文献
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海底天然气渗漏系统水合物成藏过程及控制因素 总被引：16，自引：0，他引：16
在海底天然气渗漏系统沉淀水合物的动力学基础上,建立了水合物沉淀与分解的化学动力学模型。应用该模型分析了美国墨西哥湾布什山天然气渗漏系统水合物的成藏过程,探讨了水合物沉淀、稳定性影响因素。在渗漏通量为每年400kg·m-2的单个通道中,约需425a才能导致水合物稳定带沉积层约30%孔隙完全被水合物充填,渗漏通道被堵塞,沉淀的水合物在剖面上从稳定带底部向海底趋于富C3+C4。在渗漏通道天然气流量由弱到强再到弱的演化过程中,渗漏速度增大过程中形成的水合物在渗漏速度减小过程中将分解,总量约10%的水合物将被分解。如果分解产生的天然气可快速迁移出渗漏系统,海底温度的升高可引起约40%的水合物在20d内分解,并导致海底渗漏速度的急剧增大。 相似文献
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The natural gas hydrate resource is tremendous.How to utilize the gas from hydrates safely is researchers' concern.In this paper,a one-dimensional model is developed to simulate the hydrate dissociation by depressurization in hydrate-bearing porous medium.This model can be used to explain the effects of the flow of multiphase fluids,the endothermic process of hydrate dissociation,the variation of permeability,the convection and conduction on the hydrate dissociation.Numerical results show that the hydrate dissociation can be divided into three stages:a rapid dissociation stage mainly governed by hydrate dissociation kinetics after an initially slow dissociation stage governed mainly by flow,and finally a slow dissociation stage.Moreover,a numerical approach of sensitivity analysis of physical parameters is proposed,with which the quantitative effect of all the parameters on hydrate dissociation can be evaluated conveniently. 相似文献
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Hydro-thermo-chemo and mechanically coupled processes determine hydrate morphology and control gas production from hydrate-bearing sediments. Force balance, together with mass and energy conservation analyses anchored in published data provide robust asymptotic solutions that reflect governing processes in hydrate systems. Results demonstrate that hydrate segregation in clayey sediments results in a two-material system whereby hydrate lenses are surrounded by hydrate-free water-saturated clay. Hydrate saturation can reach ≈2% by concentrating the excess dissolved gas in the pore water and ≈20% from metabolizable carbon. Higher hydrate saturations are often found in natural sediments and imply methane transport by advection or diffusion processes. Hydrate dissociation is a strongly endothermic event; the available latent heat in a reservoir can sustain significant hydrate dissociation without triggering ice formation during depressurization. The volume of hydrate expands 2-to-4 times upon dissociation or CO2CH4 replacement. Volume expansion can be controlled to maintain lenses open and to create new open mode discontinuities that favor gas recovery. Pore size is the most critical sediment parameter for hydrate formation and gas recovery and is controlled by the smallest grains in a sediment. Therefore any characterization must carefully consider the amount of fines and their associated mineralogy. 相似文献
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大量研究表明南海北部珠江口盆地是天然气水合物发育区,但是该盆地东部揭阳凹陷水合物研究较少。本文利用揭阳凹陷新采集三维地震资料,对该三维地震资料进行成像道集优化和叠前时间偏移处理,得到针对水合物的新处理地震数据体,并通过高精度网格层析反演得到层速度数据体。利用该数据开展叠后约束稀疏脉冲反演,获得含天然气水合物地层波阻抗异常,综合分析反演与地震属性识别水合物。从新处理地震资料看,该区域似海底反射(bottom simulation reflection,BSR)反射呈连续、不连续与地层斜交等特征,BSR发育在一个继承性小型水道上,且下部断裂和气烟囱发育。通过分析BSR特征及BSR上下地层的速度、波阻抗、振幅、频率、相干等属性异常,结合水合物成藏条件,发现了南海北部新的天然气水合物有利富集区,为该区域水合物勘探提供基础。 相似文献
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天然气水合物超声和时域反射联合探测技术 总被引：8，自引：0，他引：8
首次将超声探测技术和时域反射技术集成于一个系统中,可实时探测沉积物中水合物饱和度和声学参数。进行了58个轮次的水合物生成与分解实验,超声、时域反射和温压异常3种方法所探测到的生成点、分解点吻合,这说明利用超声技术和时域反射技术联合探测沉积物中水合物的饱和度与声速是十分有效的,将有助于更好地了解含水合物沉积层的物理性质,为海洋天然气水合物的地球物理勘探和资源评价提供基础性参数。 相似文献
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刘金龙 王淑红 AsiriObeysekara XIANGJiansheng PabloSalinas ChristopherPain JonnyRutqvist 颜文 《热带海洋学报》2020,39(1):94-105
海洋天然气水合物稳定带气烟囱结构中存在被水合物充填的裂隙, 表明在自然条件下沉积物中曾发生过流体压裂以及相关的流体流动和水合物形成。在水合物稳定带内实施人为的流体压裂工程, 并联合其他方法(如降压或注热)进行水合物开采, 有望提高开采效率。水合物稳定带内, 无论是自然条件下发生的流体压裂过程, 还是人为实施的流体压裂工程, 都存在水合物反应和沉积物裂隙变形之间的耦合响应。当前, 已有不少数值程序对水合物反应与沉积物弹塑性变形的耦合过程进行了定量研究, 但尚没有数值程序能够计算水合物反应和离散裂隙变形之间的耦合过程。文章将TOUGH+Hydrate程序、IC-FERST和Solidity两者的耦合程序进行了进一步耦合, 为水合物稳定带内的流体压裂计算提供了一种耦合计算方法, 同时通过一个算例初步验证了该耦合计算方法的可行性。验证结果表明, 该耦合计算方法经进一步改进后有望应用于定量研究水合物稳定带内的裂隙变形和水合物反应过程。 相似文献
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Natural gas hydrate, as a potential energy resource, deposits in permafrost and marine sediment with large quantities. The current exploitation methods include depressurization, thermal stimulation, and inhibitor injection. However, many issues have to be resolved before the commercial production. In the present study, a 2-D axisymmetric simulator for gas production from hydrate reservoirs is developed. The simulator includes equations of conductive and convective heat transfer, kinetic of hydrate decomposition, and multiphase flow. These equations are discretized based on the finite difference method and are solved with the fully implicit simultaneous solution method. The process of laboratory-scale hydrate decomposition by depressurization is simulated. For different surrounding temperatures and outlet pressures, time evolutions of gas and water generations during hydrate dissociation are evaluated, and variations of temperature, pressure, and multiphase fluid flow conditions are analyzed. The results suggest that the rate of heat transfer plays an important role in the process. Furthermore, high surrounding temperature and low outlet valve pressure may increase the rate of hydrate dissociation with insignificant impact on final cumulative gas volume. 相似文献
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Numerical studies of methane production from Class 1 gas hydrate accumulations enhanced with carbon dioxide injection 总被引：2，自引：0，他引：2
Class 1 gas hydrate accumulations are characterized by a permeable hydrate-bearing interval overlying a permeable interval with mobile gas, sandwiched between two impermeable intervals. Depressurization-induced dissociation is currently the favored technology for producing gas from Class 1 gas hydrate accumulations. The depressurization production technology requires heat transfer from the surrounding environment to sustain dissociation as the temperature drops toward the hydrate equilibrium point and leaves the reservoir void of gas hydrate. Production of gas hydrate accumulations by exchanging carbon dioxide with methane in the clathrate structure has been demonstrated in laboratory experiments and proposed as a field-scale technology. The carbon dioxide exchange technology has the potential for yielding higher production rates and mechanically stabilizing the reservoir by maintaining hydrate saturations. We used numerical simulation to investigate the advantages and disadvantages of using carbon dioxide injection to enhance the production of methane from Class 1 gas hydrate accumulations. Numerical simulations in this study were primarily concerned with the mechanisms and approaches of carbon dioxide injection to investigate whether methane production could be enhanced through this approach. To avoid excessive simulation execution times, a five-spot well pattern with a 500-m well spacing was approximated using a two-dimensional domain having well boundaries on the vertical sides and impermeable boundaries on the horizontal sides. Impermeable over- and under burden were included to account for heat transfer into the production interval. Simulation results indicate that low injection pressures can be used to reduce secondary hydrate formation and that direct contact of injected carbon dioxide with the methane hydrate present in the formation is limited due to bypass through the higher permeability gas zone. 相似文献
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海洋天然气水合物开采方法及产量分析 总被引：2，自引：0，他引：2
海洋天然气水合物的巨大储量刺激了世界各国能源部门努力研究如何从天然气水合物储层生产天然气。根据水合物形成的条件，只有当水合物处在其相平衡条件以外，水合物才能分解。因此，水合物的开采方法只能为热熔法、抑制剂刺激法、减压法和地面分解法。为了对天然气水合物储层中气体的生产有个定量的评估，本文以水合物开采井为例，运用数学方法推导了水合物井中气体的产生量。结果表明，在天然气水合物储层中，天然气释放量是井内水合物分解温度、压力及水合物层气体渗透性的敏感函数。该函数可以用于天然气水合物井气体开采量的计算及对水合物储层可开采性评价。 相似文献
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针对天然气水合物沉积成矿因素不明确等问题,通过利用南海北部神狐海域的高分辨率三维地震、测井和岩心等资料,对晚中新世以来的地层进行了高分辨率层序划分和精细的沉积解释。从温压、沉积、构造等方面探讨了神狐海域天然气水合物分布的主控因素,认为：BSR上部附近处于水合物稳定温压范围内;粗粒沉积物有利于天然气水合物的富集;在含水合物层段内,孔隙度与天然气水合物饱合度成正比关系;滑塌体是天然气水合物赋存的有利相带;气烟囱形成过程中产生的断裂系统可为富含甲烷流体向上运移提供通道,并在其上部滑塌体富集成矿。因此,神狐海域具备天然气水合物成藏的优越条件,是天然气水合物勘探开发的有利区块。 相似文献
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海洋天然气水合物生成机制的实验研究 总被引：4，自引：1，他引：4
天然气水合物在海洋环境中与在纯水溶液中的生成条件有很大的不同。海洋天然气水合物的生成除了受温度和压力的影响外,还要受到孔隙水的化学组成、流体中气体的浓度及沉积物类型的影响。本文综述了国外海洋天然气水合物的实验研究成果及其进展,重点介绍了海洋天然气水合物生成与分解的热力学条件及各种影响因素,并探讨了今后该领域的研究方向和问题。 相似文献