沉积物孔隙空间天然气水合物微观分布观测.pdf

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1、第５７卷第５期地球物理学报Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．５２０１４年５月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＭａｙ，２０１４胡高伟，李承峰，业渝光等．沉积物孔隙空间天然气水合物微观分布观测．地球物理学报，５７（５）：１６７５１６８２，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１４０５３０．ＨｕＧＷ，ＬｉＣＦ，ＹｅＹＧ，ｅｔａｌ．Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｇａｓｈｙｄｒａｔｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｐｏｒｅｓｐａｃｅ．犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），５７（５）：１６７５１６８２，ｄｏｉ：

2、１０．６０３８／ｃｊｇ２０１４０５３０．沉积物孔隙空间天然气水合物微观分布观测胡高伟１，２，李承峰１，２，业渝光１，２，刘昌岭１，２，张剑１，２，刁少波１，２１国土资源部天然气水合物重点实验室，青岛２６６０７１２青岛海洋地质研究所，青岛２６６０７１摘要在高分辨率工业型Ｘ射线层析扫描仪上（ＸＣＴ，ＸＲａｙＣｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ），研制了适用于沉积物中水合物微观赋存状态研究的ＣＴ原位探测装置，可通过模拟天然气水合物生成／分解过程，直接观测水合物在沉积孔隙中的微观分布特征．对粒径为０．４２５～０．８５ｍｍ沉积物中

3、水合物形成过程进行了ＣＴ观测研究，结果表明，沉积孔隙中水合物呈混合分布模式，但在水合物不同形成阶段，以某种分布模式为主导：在水合物形成初期，仅有极少量水合物悬浮在流体中，水合物主要以接触或胶结模式为主；在水合物形成中期（如饱和度为２４．６％、３５．０％时），水合物倾向于在孔隙流体中以悬浮状形态生成；在水合物形成后期（如饱和度为５１．４％之后），悬浮状的水合物慢慢生长聚拢在一起，水合物又重新胶结沉积物颗粒．关键词天然气水合物；高精度ＸＣＴ；孔隙尺度；微观分布；饱和度ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１４０５３０中图分类号Ｐ６３１收稿

4、日期２０１３０８１３，２０１４０４０６收修定稿犗犫狊犲狉狏犪狋犻狅狀狅犳犵犪狊犺狔犱狉犪狋犲犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犻狀狊犲犱犻犿犲狀狋狆狅狉犲狊狆犪犮犲１，２，ＬＩＣｈｅｎｇＦｅｎｇ１，２，ＹＥＹｕＧｕａｎｇ１，２，ＬＩＵＣｈａｎｇＬｉｎｇ１，２，ＨＵＧａｏＷｅｉ１，２，ＤＩＡＯＳｈａｏＢｏ１，２ＺＨＡＮＧＪｉａｎ１犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌犪狊犎狔犱狉犪狋犲狊，犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犔犪狀犱犪狀犱犚犲狊狅狌狉犮犲狊，犙犻狀犵犱犪狅２６６０７１，犆犺犻狀犪２犙犻狀犵犱犪狅犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犕犪狉犻狀犲犌犲

5、狅犾狅犵狔，犙犻狀犵犱犪狅２６６０７１，犆犺犻狀犪犃犫狊狋狉犪犮狋Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｘｒａｙｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＸＣＴ），ａｄｅｄｉｃａｔｅｄａｐｐａｒａｔｕｓｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｏｂｓｅｒｖｅｉｎｓｉｔｕｐｏｒｅｓｃａｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇａｓｈｙｄｒａｔｅｄｉｒｅｃｔｌｙｄｕｒｉｎｇｈｙｄｒａｔｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｉｎａｒｔｉｆｉｃｉａｌｃｏｒｅｓ．Ｍｅｔｈａｎｅｇａｓｈｙ

6、ｄｒａｔｅｗａｓｆｏｒｍｅｄｉｎ０．４２５～０．８５ｍｍｓａｎｄｓａｎｄＣＴｓｃａｎｎｉｎｇｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｔｏｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｈｙｄｒａｔｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｐｏｒｅｓｐａｃｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔａｔｅａｃｈｈｙｄｒａｔｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｏｆｇａｓｈｙｄｒａｔｅａｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ．Ｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆ“ｆｌｏａｔｉｎｇｍｏｄｅｌ”（ｉ．ｅ．ｈｙｄｒａｔｅｆｌｏａｔｓｉ

7、ｎｐｏｒｅｆｌｕｉｄ），“ｃｏｎｔａｃｔｍｏｄｅｌ”（ｉ．ｅ．ｈｙｄｒａｔｅｃｏｎｔａｃｔｗｉｔｈｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅ），ａｎｄｔｈｅ＂ｃｅｍｅｎｔｉｎｇｍｏｄｅｌ＂（ｉ．ｅ．ｈｙｄｒａｔｅｓｃｅｍｅｎｔｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓ）ｃａｎｂｅｆｏｕｎｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．Ｉｔａｌｓｏｓｈｏｗｓｔｈａｔａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｙｄｒａｔｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔａｇｅｓ，ｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｍｏｄｅｌｓａｒｅｎｏｔｔｈｅｓａｍｅ：ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｈｙｄｒａｔｅｓｆｌｏａｔ

8、ｉｎｇｉｎｔｈｅｐｏｒｅｆｌｕｉｄａｔｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔａｇｅｏｆｈｙｄｒａｔｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｍｏｓｔｈｙｄｒａｔｅｓｃｏｎｎｅｃｔｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｈｙｄｒａｔｅｄｉｓ