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天然气水合物稳定带gas hydrate stability zone(GHSZ)

来源:庞名立 供稿 日期:2017-06-09 浏览量:

天然气水合物稳定带,也称“水合物稳定带基地(Base of the Hydrate Stability Zone,缩写BHSZ)”。这些天然气水合物矿床存在于海洋的中深区域,其来源于:
  ⑴ 热成因气。有机物沉积热裂解转化为天然气,这种气体是伴随石油而成的,称为“首级”热成因气;另外,原油在高温热裂解转化成天然气,称为“次级”热成因气。
  这两种热成因生成的天然气流沿着地理断层的深处上升迁移,与海洋深处的冷水接触,形成天然气水合物;
  ⑵ 生物成因气。在地球形成后46亿年来,海洋死亡动植物残体,以“海洋雪”的形式纷纷降落到海底,在浅层经低温厌氧被甲烷菌分解形成甲烷,与海洋深处的冷水接触形成天然气水合物。
  海洋天然气水合物的生成是以生物成因气为主,热成因气为次。
  天然气水合物须在温度越低和压力越高的环境下才能存在,并形成天然气水合物稳定带。在0℃时,只需要30atm就可形成水合物。海深每增加10m,压力就增大1atm,因此海深300m就可达到30atm。海越深压力越大,天然气水合物就越稳定。海底温度在2~4℃,天然气水合物就可以形成,温度越低,越容易形成,在40C形成水合物必须有50个以上的大气压。但高于20℃就分解。

在天然气水合物稳定带中,沉积物厚度300~500 m,此处甲烷溶于淡水,而不是含盐的孔隙水。
  在天然气水合物稳定带区域内,水越深,天然气水合物就容易呈冰状。甲烷若呈溶解形式存在,则越靠近沉积物表面,甲烷浓度逐步降低。而在天然气水合物稳定带区域之上,甲烷是呈气态的。
  在大西洋大陆布雷克海脊,天然气水合物稳定带在190 m的深度开始延伸至450 m处,并于该点达到气态的相平。测量结果指出,甲烷在天然气水合物稳定带的体积占了0~9%,而在气态区域约占12%的体积。


 

天然气水合物稳定带受着海底的温度、压力和甲烷量等因素的影响,因此,研究天然气水合物稳定带有助于防止甲烷释放及水合物的开采。

 

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