孔隙水滲流通量對滲漏型天然氣水合物影響的數(shù)值模擬

【摘要】：海底冷泉活動區(qū)不僅有天然氣向海底的滲漏,同時還存在孔隙水的對流,并可能改變天然氣水合物體系的溫度和鹽度,進(jìn)而影響天然氣水合物的成藏.利用建立的天然氣水合物生成動力學(xué)模型和水合物脊南部高地實測的溫度和鹽度等條件,模擬了三種典型流體活動區(qū)(生物蛤區(qū)、細(xì)菌席區(qū)和冒氣區(qū))不同的流體通量條件下天然氣水合物的成藏過程.其中生物蛤區(qū)孔隙水通量20kgm-2a-1,模擬表明孔隙水對流作用對體系的溫度和鹽度無影響或影響很小,由于天然氣水合物生成作用,體系鹽度升高顯著(最高0.8mol kg-1),溫度發(fā)生一定的升高,天然氣水合物穩(wěn)定帶底界逐步升高到約70mbsf,水合物飽和度高.細(xì)菌席區(qū)孔隙水通量100～2500kg m-2a-1,孔隙水對流作用抑制了鹽度升高,同時使體系溫度升高顯著,模擬的鹽度為海水值或略高于海水值(0.65mol kg-1),同時天然氣水合物穩(wěn)定帶底界顯著上升到淺層50mbsf以上,甚至可達(dá)淺層3mbsf,天然氣水合物飽和度較低.而在冒氣區(qū),孔隙水通量可達(dá)1010kg m-2a-1,經(jīng)歷9min滲漏,通道溫度達(dá)到流體源區(qū)值,通道內(nèi)無天然氣水合物生成.因而,模擬結(jié)果表明孔隙水通量越高,孔隙水鹽度越低,溫度上升越顯著,天然氣水合物穩(wěn)定帶底界上移越顯著,單位面積天然氣水合物生成速率也越低,天然氣水合物飽和度越小,天然氣水合物資源量越小. 【作者單位】： 中國科學(xué)院邊緣海地質(zhì)重點實驗室;中國科學(xué)院研究生院;中國科學(xué)院可再生能源與天然氣水合物重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 海底冷泉 流體滲漏 溫度 鹽度 天然氣水合物 數(shù)值模擬
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(編號:2009CB219508) 中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向(國際合作)項目(編號:KZCX2-YW-GJ03) 國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:91228206,40725011) 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所135項目(編號:Y234021001) 廣東省重大科技專項(編號:2011A080403021)資助
【分類號】：P744.4
【正文快照】： 在全球海洋環(huán)境中廣泛發(fā)育海底冷泉流體的滲漏活動[1~3].海底冷泉流體滲漏是指從深部地層(油氣藏或儲層)以游離態(tài)天然氣和水為主的流體沿斷層等通道向海底運移噴溢出海底,并進(jìn)入上覆水體的活動,滲漏天然氣在海底附近部分與孔隙水生成天然氣水合物,部分被微生物氧化成CO2形成

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