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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很高的相關性,比粒徑更有優勢。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現,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為正態分布,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與孔隙度建立了關系,但并沒有與溫壓條件等進一步聯系起來,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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