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粒徑及孔徑分布對天然氣水合物形成影響的研究進展
關鍵詞：水合物 粒徑 比表面積 有孔蟲 孔徑分布
摘要：掌握影響天然氣水合物(簡稱水合物)在海底沉積物中形成的因素對其能源和氣候環(huán)境效應的評估有重要的意義。水合物的含量與沉積物顆粒的粒徑緊密相關,水合物多產(chǎn)出于粗砂中。以人工樣品為主的實驗研究表明,由于孔隙半徑產(chǎn)生的毛細管抑制壓力,多孔介質的顆粒越細,孔隙越小,一定條件下穩(wěn)定溫度越低(或壓力越高)。沉積物顆粒的比表面積與水合物飽和度呈現(xiàn)很高的相關性,比粒徑更有優(yōu)勢。利用比表面積可以定量地表示粒徑和孔隙大小之間的關系,量化分析孔隙大小對水合物形成的影響。此外,我國南海神狐海域水合物盡管賦存在細粒沉積物中,卻具有較高的飽和度,這可能與南海沉積物中富含豐富的有孔蟲殼體有關,通過微觀層面的觀察發(fā)現(xiàn),這些古生物殼體不僅充當了沉積物中的粗砂部分,而且其多孔結構也使沉積孔隙空間增加,從而為水合物富集提供了有利的生長環(huán)境和便利的賦存空間。Klauda等的模型假定多孔介質孔徑尺寸的概率密度分布函數(shù)為正態(tài)分布,新的相平衡模型包含了尺寸效應。顏榮濤等把有效孔隙半徑和水合物飽和度聯(lián)系起來,從而將水合物飽和度引入相平衡模型中。分形模型將分形參數(shù)與孔隙度建立了關系,但并沒有與溫壓條件等進一步聯(lián)系起來,對水合物形成和分解的影響還需做進一步的推導和實驗。
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