水合物层下伏游离气渗漏过程的数值模拟及实例分析

摘要：

海洋环境中天然气水合物层是理想的毛细管封闭层,游离气被抑制在水合物层下,游离气层的气体压力随气体聚集和气层厚度的增加而升高,当气压超过封闭层的毛细管力时,游离气会克服毛细管进入压力、刺入上伏封闭层孔隙空间,毛细管封闭作用随之消失,从而形成水合物下伏游离气向海底的渗漏.通过对该过程进行的数值模拟计算表明:渗漏气体是以活塞式驱动上伏沉积层中的孔隙水向海底排出,水合物稳定带内流体渗漏速度随水流柱高度的减小而增加,当水流阻抗大于相应沉积层段的静岩压力时,沉积层将转变为流沙,流沙沉积被海流移除后便在海底留下凹陷麻坑.麻坑形成后流体运移通道演化为气体通道,气体快速排放.麻坑深度主要取决于游离气层的厚度和水合物封闭层(底界)的深度,而与沉积层的渗透率无关.麻坑深度一定程度上指示了渗漏前水合物层下伏游离气层的资源量.对布莱克海台海底麻坑深度的数值模拟计算表明,形成4 m深的海底麻坑需要至少22 m厚的游离气层.

关键词：天然气水合物、毛细管封闭、游离气渗漏、麻坑、布莱克海台

所属期刊栏目：52

分类号：P738(海洋基础科学)

资助基金：NSFC-广东联合基金U0733003;中国科学院边缘海地质重点实验室MSGL08-04;国家杰出青年基金项目40725011;国家重点基础研究计划9732009CB219508;中国科学院广州能源研究所所长基金0807re;中国科学院项目百人计划0807r11001

在线出版日期：2010-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3124-3131