外界條件變化對天然氣水合物相平衡曲線及穩(wěn)定帶厚度的影響

【摘要】：目前,有關天然氣水合物的相關研究越來越多,而天然氣水合物相平衡曲線和穩(wěn)定帶厚度的研究也變得越來越重要.本文利用Sloan的CSMHYD程序研究了外界條件變化對天然氣水合物相平衡曲線及穩(wěn)定帶厚度的影響.研究結果表明:當天然氣水合物中含有其他氣體時,除了氮氣會使水合物穩(wěn)定存在的區(qū)域變小外;其他氣體都會使穩(wěn)定區(qū)域變大,且甲烷含量越少,水合物越容易形成;對于本文中所提到的幾種氣體,丙烷和硫化氫對相平衡曲線的影響最大;另外,水合物穩(wěn)定存在的區(qū)域會隨著鹽度增加而變小.地溫梯度、水深、海底溫度、氣體組成和孔隙水鹽度對穩(wěn)定帶厚度的影響不同,其中穩(wěn)定帶厚度與地溫梯度呈指數(shù)相關關系,與水深呈對數(shù)相關關系,與海底溫度、水合物中甲烷含量及氣體組成呈線性相關關系.水深從1 000 m增加到4 000 m時,穩(wěn)定帶厚度增加了大約400 m;水深2 000 m情況下,地溫梯度從0.02℃/m到0.1℃/m變化時,穩(wěn)定帶厚度減薄了大約660 m;底水溫度從0~17℃的變化過程中,穩(wěn)定帶厚度減薄了大約1000m;在水合物中氣體組成從純甲烷到含20%乙烷時,穩(wěn)定帶厚度增加了大約170m;鹽度在0~4.5 wt%的變化中,穩(wěn)定帶厚度減薄了大約130 m.由此可見,在這幾種因素中,地溫梯度和底水溫度對穩(wěn)定帶厚度的影響較大. 【作者單位】： 中國科學院南海海洋研究所與廣州地球化學研究所邊緣海地質重點實驗室 中國科學院地質與地球物理研究所 中國科學院南海海洋研究所與廣州地球化學研究所邊緣海地質重點實驗室
【關鍵詞】： 天然氣水合物 相平衡曲線 穩(wěn)定帶厚度 地溫梯度 鹽度
【基金】：中國科學院南海海洋研究所創(chuàng)新領域前沿項目(lyqy200312) 中國科學院知識創(chuàng)新工程重要方向項目(KZCX3-SW-224KGCX2-SW-309)
【分類號】：P744.4;
【正文快照】： 0引言天然氣水合物又稱籠形包合物(Clathrate),它是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、pH值等)下由水和天然氣組成的類冰的、非化學計量的、籠形結晶化合物.形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷,對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物[1].

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