29030.海底天然氣水合物成藏動力學數(shù)值模擬

1、分類號UDC編號中國科學院研究生院博士學位論文瀣底丞然氫丞金塹盛蘧動左堂麴值撞拯指導教師隧多揖研究雖主國型堂院亡趔絲蔓他堂班究壓申請學位級別擅學科專業(yè)名稱地韭化堂論文提交日期2Qll：壘：2Q論文答辯日期2Q!l：5=量培養(yǎng)單位史國型堂院亡劃地鹽化堂班究壓學位授予單位生國型堂瞳巫究生院摘要海底天然氣水合物成藏動力學數(shù)值模擬研究摘要海洋環(huán)境發(fā)育有滲漏型和擴散型兩種天然氣水合物，由于兩者甲烷傳輸物態(tài)的不同，因而兩者演化的過程具有顯著不同。滲

2、漏型水合物發(fā)育區(qū)天然氣以游離氣方式傳輸。天然氣水合物迅速沉淀，鹽度和溫度的變化非常劇烈。而擴散體系天然氣以溶解態(tài)傳輸，傳輸?shù)乃俾示徛?，因而水合物沉淀速率緩慢。通過數(shù)值模擬表明水合物脊的南部高地淺層約20m的高飽和度水合物滲漏通道中，天然氣以氣泡形式滲漏持續(xù)活動～550yrs，孔隙水流量小于5kg／m2yr，模擬計算的鹽度和溫度與實際測量值最吻合。然而20mbsf以下的擴散體系水合物沉淀速率顯著慢于淺層滲漏體系，須經(jīng)歷約105106yrs

3、才可能達到現(xiàn)今實測水合物含量。并目隨著滲漏體系水合物生成，體系溫度升高，在20mbsf增量最大，可達～09℃，并導致水合物的穩(wěn)定帶上升～5m。單位面積成藏水合物的速率由550yrs前的15kgCH4／m2yr降低到現(xiàn)今的08kgCH4／m2yr。事實上，在天然氣滲漏發(fā)育地區(qū)，同時存在孔隙水對流，一方面孔隙水的對流作用可使沉積層溫度升高，抑制水合物的發(fā)育，但另一方面可以帶走水合物生成所排出的鹽，降低體系的鹽度，從而促進水合物的生成，其中以

4、升高溫度抑制水合物形成起主導作用?？紫端髁吭礁撸烊粴馑衔锓€(wěn)定帶底界上移越顯著，水合物生成速率也越低，形成的水合物資源潛力越小。擴散型水合物主要通過溶解態(tài)傳輸甲烷。其中甲烷的供給主要有孔隙水對流作用和擴散作用從BHSZ帶入，以及原位自生的甲烷。水合物生成緩慢，溫度和鹽度基本保持不變。模擬表明，當孔隙水通量q”=02kg／mZyr，原位甲烷的生成速率鼠=410曲mole／m3yr模擬的鹽度和硫酸根濃度吻合IODP1327站位實際測量值