神狐海域钻探区水合物聚集控制因素数值模拟分析

中国广州海洋地质调查局在中国南海北部陆坡开展了一系列水合物钻探工程,2007年,实施了GMGS-1航次勘探工作,收集了8个站位的地球物理和钻井数据。根据实际勘探资料,本文采用数值模拟方法分析了神狐海域水合物聚集的主要控制因素。模拟结果表明:甲烷通量影响水合物层厚度和峰值饱和度,海水深度主要影响水合物聚集的位置,地温梯度对水合物聚集的位置和累积量均有较为显著影响,水合物稳定带(GHSZ)下部的低渗透性盖层能够阻碍了气体运移的路径,影响水合物形成过程。地温梯度与低渗盖层之间的关系是水合物产生差异分布的主要原因。

初始水化学组分对CO_2矿物储存影响分析

矿物储存被认为是CO2地质储存过程中最安全、最理想的一种储存形式,但此种形式受到诸多因素的影响,储层中的初始水化学组分是其中之一。文章以鄂尔多斯盆地石千峰组地层为例,利用数值模拟方法,通过显著性和相关性分析,定量评价初始水化学组分对CO2矿物储存量的影响。研究结果表明:初始水中Ca2+的主要敏感矿物为赤铁矿、高岭石、钙蒙脱石、菱镁矿和铁白云石,且初始水中Ca2+浓度变化对储层水中Fe2+,Mg2+,HCO3-浓度影响较大,初始水中K+的主要敏感矿物为伊利石,初始水中Na+的主要敏感矿物为钙蒙脱石,铁白云石为石千峰组地层中主要的固碳矿物;时间尺度为1 000 a时,H+,K+,Al3+浓度的改变,对HCO3-,CO2矿物储存量无明显影响,而Na+,Ca2+,Mg2+浓度的升高,会促进系统中矿物之间的转化,降低HCO3-的浓度,增加CO2的矿物储存量,且Ca2+对矿物转化和CO2的矿物储存量的影响最为强烈,Na+其次,Mg2+影响最小。

甲烷渗漏背景下硫酸盐还原对含铁自生矿物生成的影响

海底甲烷渗漏现象广泛分布于天然气水合物潜在区,甲烷渗漏区发生的甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原作用,不仅控制着甲烷的渗漏,还会促进自生矿物的形成,在铁含量较多的沉积层则呈现为含铁自生矿物的富集。利用低温高压反应釜模拟海底沉积层环境,对环境中甲烷-水-岩-微生物的相互作用进行了实验研究,探讨了甲烷渗漏环境中硫酸盐还原对含铁自生矿物生成的影响。实验结果显示:反应溶液中pH、ORP下降,HS^-和HCO_3^-离子浓度上升,指示反应釜内发生了硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化作用。溶液中总铁含量实验前后减少了约7.5 mg/L,说明存在与铁有关的沉淀作用。扫描电镜观测到较多的铁硫化物及少量铁白云石和菱铁矿沉淀。自生矿物的生成和微生物作用密切相关,硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化作用相互影响耦合,可以促进含铁自生矿物的生成。实验结果有助于深入认识海底甲烷渗漏区含铁自生矿物的形成以及其水合物指示意义。

天然气水合物形成主控因素实验研究

基于水合物形成是一放热反应这一规律,本文利用温度传感器实时采集不同深度的温度数据,定位水合物形成的空间位置和时间点,总结温度、压力、盐度和沉积物特征对水合物形成的影响规律。实验表明:水合物形成实验初始温度增大,则水合物不容易形成;水合物形成实验初始压力越大,水合物的越容易形成水合物;甲烷水合物在沉积层介质的孔隙度越小的情况下,则越容易形成水合物。