细粒沉积物粒径及孔隙水盐度对甲烷水合物稳定温压条件的影响

发布时间：2019-11-15 01:05

【摘要】：天然气水合物广泛存在于沉积物孔隙中,所以不可避免地会受其影响。虽然关于沉积物特征对天然气水合物形成影响的研究越来越多,但因为作为多孔介质的沉积物的复杂性,现在离完全了解天然气水合物在其中的形成机理、明确天然气水合物的成藏机制还很远。为了查明天然气水合物在沉积物中的分布,并进一步估算其储量,其在沉积物中的稳定温压条件必不可少。以前已有一些研究探讨不同介质、沉积物不同粒径及其孔隙水盐度对天然气水合物的稳定温压条件的影响,但多孔介质中的天然气水合物相平衡条件的实验数据还不丰富,特别是在细粒沉积物中和孔隙水为电解质溶液的情况下。为了弥补这个不足,本次实验选取了4个粒径(2.5μm、10μm、45.7μm和158.5 μm)的石英砂,在恒定容积的反应釜中,通入纯甲烷气体(为了降低实验的复杂性),用多步升温分解的方法获取加入不同盐度孔隙水(w(NaCl)=0%、1.0%、3.5%、5.0%、10.0%和15.0%)情况下,其中甲烷水合物的稳定温压条件,以此来得到沉积物颗粒大小和孔隙水盐度对甲烷水合物相平衡条件的影响。并在此基础上,选取45.7 μm石英砂,分别混入w(粘土)=2%、5%与20%的粘土(粘土分别为钠蒙脱石,高岭土和膨润土),研究其石英砂-粘土混合物在纯水饱和浸润情况下,甲烷水合物的稳定温压条件,以此来得到不同多孔介质对甲烷水合物相平衡条件的影响。从实验中得到以下结论：1.细粒石英砂中相对于无介质中,甲烷水合物的稳定温压条件变高,且随着石英砂粒径的减小,甲烷水合物的相平衡曲线向左移动,而粗颗粒石英砂对水合物稳定温压条件的影响可以忽略；2.在存在多孔介质的情况下,甲烷水合物的相平衡条件依旧遵循孔隙水盐度增加,相平衡曲线向高压低温方向移动的规律；且孔隙水盐度与多孔介质对甲烷水合物的的抑制效应产生叠加,在孔隙水盐度较高时,这个抑制效果产生的影响明显,所以不同粒径曲线间的差距明显；3.第一次得到了细粒沉积物和蒙脱石混合时甲烷水合物的稳定温度压力条件,蒙脱石含量变化对甲烷水合物的相平衡条件影响较小。
【图文】：

对比图,含碳量,对比图,天然气水合物

无论是防止天然气水合物在海底的大面积分解与管道中的生成、开采天然气逡逑水合物资源，还是应用天然气水合物水合物技术，天然气水合物形成与分解的稳逡逑定温压条件都是必不可少的。下图１－２是天然气水合物分别在海底区域和冻王区逡逑域的潜在赋存区域略图。天然气水合物可能赋存区域存在于温度梯度所在的折逡逑线，与天然气水合物相平衡曲线等所包围的阴影空间中。逡逑好盾有机巧．说逡逑巧庚，５００－＼＼邋ｆ＊：气区，３．６逡逑巧生生巧^僱裂笊颺儯冲义纤星赏褬^，ｙ＼逡逑＾邋灥精）？逡逑＼逦５０００逦／逦１００００逦Ｊ逡逑单位二１炉ｇ巧逡逑图１－１总含碳量对比图（Ｋｖｅｍｏｌｄｅｎｅｔａｌ．，邋１Ｗ３）逡逑Ｉ逦￣；邋ＳＥＤＩＭＥＮＴ逦Ｉ逦Ｉ逦＼邋ｉ邋ＷＡＴＥＲ逡逑２００邋－邋ｉｎ邋ｐｅｒｍａｔＴＯｔ邋ｘｊ＊，．逦．逦２００邋－逦—逦．逦＊逦－逡逑…逦Ｉ邋Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ逡逑Ｉ邋？0．逦＼邋＼邋Ｐｈａｓｅ逦ｇｗ－逦＼邋ｇ＇Ｍ’ｅｎ，逡逑Ｉ邋？？－邋ｐＳ，：，邋—灥邋ｗ．逦：；邋＼逡逑５逦：＼邋＼逦吕逦！；逦＼／Ｐｈａｓｅ逡逑ｇ邋s{＞邋－逦ｗｔｈｒ／ｈｙｄ

区域图,天然气水合物,赋存,区域

无论是防止天然气水合物在海底的大面积分解与管道中的生成、开采天然气逡逑水合物资源，还是应用天然气水合物水合物技术，天然气水合物形成与分解的稳逡逑定温压条件都是必不可少的。下图１－２是天然气水合物分别在海底区域和冻王区逡逑域的潜在赋存区域略图。天然气水合物可能赋存区域存在于温度梯度所在的折逡逑线，与天然气水合物相平衡曲线等所包围的阴影空间中。逡逑好盾有机巧．说逡逑巧庚，５００－＼＼邋ｆ＊：气区，３．６逡逑巧生生巧^僱裂笊颺儯冲义纤星赏褬^，ｙ＼逡逑＾邋灥精）？逡逑＼逦５０００逦／逦１００００逦Ｊ逡逑单位二１炉ｇ巧逡逑图１－１总含碳量对比图（Ｋｖｅｍｏｌｄｅｎｅｔａｌ．，邋１Ｗ３）逡逑Ｉ逦￣；邋ＳＥＤＩＭＥＮＴ逦Ｉ逦Ｉ逦＼邋ｉ邋ＷＡＴＥＲ逡逑２００邋－邋ｉｎ邋ｐｅｒｍａｔＴＯｔ邋ｘｊ＊，．逦．逦２００邋－逦—逦．逦＊逦－逡逑…逦Ｉ邋Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ逡逑Ｉ邋？0．逦＼邋＼邋Ｐｈａｓｅ逦ｇｗ－逦＼邋ｇ＇Ｍ’ｅｎ，逡逑Ｉ邋？？－邋ｐＳ，，：，邋—灥邋ｗ．逦：；邋＼逡逑５逦：＼邋＼逦吕逦！；逦＼／Ｐｈａｓｅ逡逑ｇ邋s{＞邋－逦ｗｔｈｒ／ｈｙｄ
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P744.4

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