海洋天然气水合物体系天然气组分的分异及水合物生成过程数值模拟研究

项目名称： 海洋天然气水合物体系天然气组分的分异及水合物生成过程数值模拟研究

项目编号： No.41306044

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 曹运诚

作者单位： 中国科学院南海海洋研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 不同天然气组分（如甲烷和乙烷）的分子半径不同，在水合物笼子结构中的稳定性也不同，导致部分天然气组分优先进入水合物笼子，从而使水合物体系中天然气各种组分在水合物、水、游离气等相态间发生分异。天然气各组分的分异过程同时也记录水合物的生成过程，为揭示水合物发育特征和演化过程提供了机会。本项目首先依热力学理论，研究水合物生成过程中天然气各组分在水合物、水、游离气等相态间的分配机制，计算分配系数，建立水合物成藏过程中不同气体组分分异的数值模型。其次结合典型水合物钻探区实测的天然气各组分含量在剖面上的产出特征，模拟水合物成藏过程中天然气各组分的分异过程，确定天然气各组分相对富集或亏损的分布模式。最后依这种分异特征确定水合物钻探区的天然气供给通量、水合物饱和度、顶底界等水合物发育特征及水合物成藏的演化过程，为钻探区天然气水合物资源的准确评价提供理论方法和科学依据。

中文关键词： 乙烷；天然气水合物；成分分异；数值模型；水合物顶界

英文摘要： The cavity stability differences among guest moleculars in nature gas due to their various radius cause some components preferentially incorpating into hydrate cavities. As a result, gas composition differentiation occurs during gas transport upward through gas hydrate stability zone, which also records the occurance of gas hydrate. Therefore, this project plans to carry out the thermodynamic mechanism of gas composition differentiation and establish a numerical model of gas composition differentiation during gas hydrate accumulation. Based on the simulation of the geochemical process of gas composition differentiation and the occurance of gas hydrate, we figure out the relationship between the gas composition and hydrate distribution, which can be used to guide the assesment of gas hydrate resource.

英文关键词： ethane；gas hydrate；composition differentiation；numerical model；top occurence of gas hydrate