南海北部神狐海域沉積物顆粒對天然氣水合物聚集的主要影響

【摘要】：天然氣水合物在海底沉積物中的飽和度是對其資源評價的重要參數(shù).掌握水合物飽和度的影響因素對其能源和氣候環(huán)境效應(yīng)的評估有重要的意義.沉積物粒度屬性與水合物飽和度的關(guān)系,幾十年來仍停留在簡單統(tǒng)計和定性認(rèn)識層面.本研究以南海神狐SH3站位樣品為研究對象進(jìn)行粒度、比表面積的測量,以此為基礎(chǔ)建立模型表征沉積孔隙大小、水合物相平衡改變量,探討沉積物顆粒對天然氣水合物飽和度的影響及其影響機理.實驗結(jié)果顯示,水合物產(chǎn)出于極細(xì)粉砂層(粉砂含量60%).賦存水合物的地層含有極細(xì)砂以上的粗粒組分(10%),而其上覆和下伏不含水合物的地層不含有這一粗粒組分.天然氣水合物飽和度并非簡單依賴于砂(63mm)的含量,而與較粗的部分砂(125mm)含量統(tǒng)計上存在更好的相關(guān)性.沉積顆粒的比表面積呈現(xiàn)較為平滑的走勢,水合物產(chǎn)出層位的沉積物具有較小的比表面積(8~14 m~2/g),而不含水合物的層位其比表面積16 m~2/g.孔隙度一定的前提下,沉積孔隙的大小主要由沉積顆粒的比表面積決定,且兩者呈反比關(guān)系.沉積物顆粒的比表面積比其粒度更有優(yōu)勢,與水合物飽和度呈現(xiàn)良好的相關(guān)性,可用以定量化分析沉積孔隙大小、天然氣水合物相平衡條件的改變,是研究沉積物顆粒影響天然氣水合物分布有效且經(jīng)濟的參數(shù)指標(biāo),同時也還需要大量實驗的驗證或改進(jìn). 【作者單位】： 中國科學(xué)院廣州能源研究所 中國科學(xué)院天然氣水合物重點實驗室;北京大學(xué)工學(xué)院能源與資源工程系;廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局;
【關(guān)鍵詞】： 天然氣水合物飽和度 沉積物粒度 比表面積 南海
【基金】：中國科學(xué)院重點部署項目(KGZD-EW-301);中國科學(xué)院國家外國專家局創(chuàng)新團隊國際合作伙伴計劃;中國科學(xué)院廣州能源研究所所長基金(y007r51001)資助 中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目(GHZ2012006003) 廣東省博士啟動項目(S2013040013738)
【分類號】：P618.13
【正文快照】： 自然界中天然氣水合物是以甲烷為主要成分的客體分子與水在高壓低溫環(huán)境形成的非化學(xué)計量的籠形化合物.天然氣水合物廣泛發(fā)育于全球大陸邊緣的海底沉積以及永久凍土帶.由于在可替代能源、氣候變化、海底滑坡、海底厭氧生態(tài)系統(tǒng)等方面潛在的巨大影響[1~7],天然氣水合物成為科學(xué)

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