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海洋地质与第四纪地质2025年第02期:矿物类型对天然气水合物生成过程影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙始财;田万鑫;孟庆国;卜庆涛;吴能友;黄丽;

单位:山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东科技大学土木工程与建筑学院;崂山实验室;青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室;

摘要:沉积物中天然气水合物的生成受到多种因素的制约,其中沉积物自身的物理化学性质亦不容忽视。基于南海沉积物的矿物组成,选用橄榄石、碳酸盐、长石和石英4种矿物介质对水合物的生成过程进行了实验模拟。结果表明,在低含水率情况下,4种矿物中矿物的亲水性越强,水合物成核时间越长;而在沉积物含水率高的情况下,矿物亲水性的影响减弱,4种矿物中水合物成核时间接近。橄榄石中水合物的生长速率最快,石英中水合物的生长速率最慢。此外,4种矿物中,水合物均呈现由沉积物向上部气相空间生长的特征,这种生长方式使水合物的生长速率呈现出先快后慢再快的趋势。在4种矿物中,同一含水率条件下最终形成的水合物饱和度基本接近,约为12.52%~34.32%。实验结果对于水合物地质勘探以及开采选址具有一定的参考价值。

关键词:天然气水合物;;矿物;;亲水性;;初始含水率;;成核时间

基金资助:国家自然科学基金“水合物降压开采过程中裹挟气泡、砂粒的储层产水多相运移机理”(52074165),“基于声电联合特性的裂隙充填型水合物识别及机理分析”(42376218),南海北部神狐海域水合物储层特征对开采产能的影响(41706064);; 崂山实验室科技创新项目“西太平洋天然气水合物资源与环境效应及智能探测技术”(LSKJ202203500);; 山东省自然科学基金“储藏级水合物降压分解热效应机理及其与产能的响应关系”(ZR2022MD008)