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外界条件变化对天然气水合物相平衡曲线及稳定带厚度的

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外界 条件 变化 天然气 水合物 相平衡 曲线 稳定 厚度
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第 2 0 卷   第 3 期 地   球   物   理   学   进   展 20   32005 年 9 月 (页 码 :761~ 768)   2005外 界 条 件 变 化 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线及 稳 定 带 厚 度 的 影 响王 淑 红 1 ,2 ,   宋 海 斌 3 ,4 ,   颜   文 1 ,4(1. 中 国 科 学 院 南 海 海 洋 研 究 所 与 广 州 地 球 化 学 研 究 所 边 缘 海 地 质 重 点 实 验 室 ,广 州 510301 ;   2. 中 国 科 学 院 研 究 生 院 ,北 京 100039 ;3. 中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所 ,北 京 100029 ;   4. 中 国 科 学 院 广 州 天 然 气 水 合 物 研 究 中 心 ,广 州 510640)摘   要   目 前 ,有 关 天 然 气 水 合 物 的 相 关 研 究 越 来 越 多 ,而 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 和 稳 定 带 厚 度 的 研 究 也 变 得 越来 越 重 要 . 本 文 利 用 序 研 究 了 外 界 条 件 变 化 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 及 稳 定 带 厚 度 的 影 响 结 果 表 明 :当 天 然 气 水 合 物 中 含 有 其 他 气 体 时 ,除 了 氮 气 会 使 水 合 物 稳 定 存 在 的 区 域 变 小 外 ;其 他 气 体 都 会 使 稳定 区 域 变 大 ,且 甲 烷 含 量 越 少 ,水 合 物 越 容 易 形 成 ;对 于 本 文 中 所 提 到 的 几 种 气 体 ,丙 烷 和 硫 化 氢 对 相 平 衡 曲 线 的 影响 最 大 ;另 外 ,水 合 物 稳 定 存 在 的 区 域 会 随 着 盐 度 增 加 而 变 小 . 地 温 梯 度 、 水 深 、 海 底 温 度 、 气 体 组 成 和 孔 隙 水 盐 度 对稳 定 带 厚 度 的 影 响 不 同 ,其 中 稳 定 带 厚 度 与 地 温 梯 度 呈 指 数 相 关 关 系 ,与 水 深 呈 对 数 相 关 关 系 ,与 海 底 温 度 、 水 合 物中 甲 烷 含 量 及 气 体 组 成 呈 线 性 相 关 关 系 . 水 深 从 1 000 m 增 加 到 4 000 m 时 ,稳 定 带 厚 度 增 加 了 大 约 400 m ;水 深2 000 下 ,地 温 梯 度 从 0. 02 ℃ / m 到 0. 1 ℃ / m 变 化 时 ,稳 定 带 厚 度 减 薄 了 大 约 660 m ;底 水 温 度 从 0~ 17 ℃ 的 变化 过 程 中 ,稳 定 带 厚 度 减 薄 了 大 约 1000m ;在 水 合 物 中 气 体 组 成 从 纯 甲 烷 到 含 20 %乙 烷 时 ,稳 定 带 厚 度 增 加 了 大 约170m ;盐 度 在 0~ 4. 5 的 变 化 中 ,稳 定 带 厚 度 减 薄 了 大 约 130 m. 由 此 可 见 ,在 这 几 种 因 素 中 ,地 温 梯 度 和 底 水 温度 对 稳 定 带 厚 度 的 影 响 较 大 词   天 然 气 水 合 物 ,相 平 衡 曲 线 ,稳 定 带 厚 度 ,地 温 梯 度 ,盐 度中 图 分 类 号           文 献 标 识 码   A           文 章 编 号   100422903 (2005) 0320761208of on of of 2 ,   4 ,   4(1. S y 10301 ,   2. of y j 00039 ,   3. I y j 00029 , . f y y 10640 , At on of s to of of on of of N2 of 2 ) . of on of of is of is of is of 日 期   2005201215 ;   修 回 日 期   项 目   中 国 科 学 院 南 海 海 洋 研 究 所 创 新 领 域 前 沿 项 目 (、 中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 重 要 方 向 项 目 ( 简 介   王 淑 红 ,女 ,1977 年 生 ,在 读 博 士 生 ,海 洋 生 物 学 专 业 ,从 事 海 洋 天 然 气 水 合 物 研 究 .( 球   物   理   学   进   展 20 卷00m t he 000m 000m. It t he . 02 ℃ / m . 1 ℃ / m. It 7 ℃ . It 70m f t he to p 0 % et to It . 5. s of t he of 引   言天 然 气 水 合 物 又 称 笼 形 包 合 物 ( ,它是 在 一 定 条 件 (合 适 的 温 度 、 压 力 、 气 体 饱 和 度 、 水 的盐 度 、 p H 值 等 )下 由 水 和 天 然 气 组 成 的 类 冰 的 、 非 化学 计 量 的 、 笼 形 结 晶 化 合 物 . 形 成 天 然 气 水 合 物 的 主要 气 体 为 甲 烷 ,对 甲 烷 分 子 含 量 超 过 99 %的 天 然 气水 合 物 通 常 称 为 甲 烷 水 合 物 [ 1 ] ,国 内 外 很 多 学 者 都 对 天 然 气 水 合 物 的 相关 问 题 进 行 了 研 究 . 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 是 计算 稳 定 带 厚 度 的 基 础 ,而 稳 定 带 厚 度 计 算 又 决 定 了天 然 气 水 合 物 资 源 量 的 估 算 ,因 此 ,这 两 项 工 作 在 天然 气 水 合 物 研 究 中 都 非 常 重 要 . 但 在 使 用 相 平 衡 曲线 和 计 算 稳 定 带 厚 度 时 存 在 的 问 题 很 多 ,因 此 ,本 文利 用 ,3 ]的 序 计 算 了 影 响 天 然 气水 合 物 相 平 衡 曲 线 和 稳 定 带 厚 度 的 几 种 因 素 ,希 望能 为 以 后 的 稳 定 带 厚 度 计 算 提 供 一 定 的 参 考 影 响 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 的 因 素天 然 气 水 合 物 的 相 平 衡 曲 线 如 图 1 所 示 [4 ] . 相图 中 的 天 然 气 水 合 物 相 边 界 曲 线 和 假 定 的 水 温 梯 度曲 线 所 包 围 的 区 域 就 是 压 力 温 度 条 件 适 合 于 天 然 气水 合 物 形 成 的 区 域 . 而 这 个 区 域 的 大 小 与 天 然 气 水合 物 相 边 界 曲 线 、 假 定 的 水 温 梯 度 曲 线 和 地 温 梯 度都 有 关 系 ,这 里 我 们 主 要 讨 论 影 响 天 然 气 水 合 物 相边 界 曲 线 的 因 素 前 国 内 外 学 者 的 研 究 [ 5 — 11 ] 可 以 看 到 ,外 界条 件 变 化 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 的 影 响 较 大 ,这 些 影 响 因 素 主 要 包 括 天 然 气 水 合 物 中 的 气 体 组 成和 孔 隙 水 盐 度 ,下 面 我 们 将 对 这 两 个 影 响 因 素 进 行讨 论 1   天 然 气 水 合 物 中 气 体 组 成 的 影 响为 了 说 明 不 同 气 体 组 分 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡曲 线 的 影 响 ,我 们 利 用 ,3 ] 的 序计 算 了 纯 水 条 件 下 不 同 气 体 组 分 (含 甲 烷 、 乙 烷 、 丙烷 、 硫 化 氢 、 二 氧 化 碳 、 氮 气 )的 天 然 气 水 合 物 相 平 衡曲 线 ,计 算 结 果 如 图 2 所 示   天 然 气 水 合 物 的 压 力 (深 度 )2温 度 稳 定 区 间 [4 ]1   of ]从 图 2 中 我 们 可 以 看 出 ,不 同 气 体 组 分 的 加 入 改变 了 天 然 气 水 合 物 的 相 平 衡 曲 线 . 当 天 然 气 水 合 物中 含 有 重 烃 (乙 烷 、 丙 烷 )时 ,天 然 气 水 合 物 的 相 平 衡曲 线 相 对 于 纯 甲 烷 曲 线 会 向 右 偏 移 ,这 种 偏 移 使 得水 合 物 形 成 的 温 压 条 件 变 宽 了 ,也 就 是 说 天 然 气 水合 物 能 够 在 较 高 的 温 度 和 较 低 的 压 力 下 存 在 ,甲 烷含 量 越 少 ,曲 线 偏 移 越 明 显 . 当 含 有 相 同 的 甲 烷 时 ,丙 烷 使 曲 线 的 偏 移 比 乙 烷 更 加 明 显 ,也 就 是 说 在 丙烷 存 在 的 条 件 下 ,天 然 气 水 合 物 可 以 在 更 宽 的 区 域内 稳 定 存 在 . 当 天 然 气 水 合 物 中 含 有 其 他 气 体 (硫化 氢 、 二 氧 化 碳 、 氮 气 ) 时 ,相 平 衡 曲 线 也 发 生 了 偏2673 期 王 淑 红 ,等 :外 界 条 件 变 化 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 及 稳 定 带 厚 度 的 影 响图 2   不 同 气 体 组 分 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 的 影 响2   of on of 但 偏 移 方 向 并 不 一 致 ,氮 气 的 加 入 使 曲 线 向 左 偏移 ,而 硫 化 氢 和 二 氧 化 碳 的 加 入 仍 使 曲 线 向 右 偏 移 ,三 种 气 体 中 ,硫 化 氢 气 体 的 影 响 最 为 明 显 . 另 外 ,无论 加 入 哪 种 气 体 ,随 着 气 体 浓 度 的 增 加 ,这 种 偏 移 都更 加 明 显 . 由 以 上 分 析 我 们 可 以 知 道 ,如 果 天 然 气 水合 物 中 含 有 其 他 气 体 ,除 了 氮 气 会 使 天 然 气 水 合 物的 稳 定 区 域 变 小 外 ,其 他 气 体 都 会 使 其 稳 定 区 域 变大 ,即 水 合 物 可 以 在 更 宽 的 温 压 范 围 内 存 在 定 量 说 明 不 同 气 体 组 分 对 天 然 气 水 合 物 相平 衡 曲 线 的 影 响 ,表 1 给 出 了 0~ 30 ℃ 范 围 内 (间 隔2 ℃ )不 同 气 体 组 成 的 天 然 气 水 合 物 形 成 的 压 力 条 件 1 我 们 可 以 看 出 ,随 着 温 度 的 增 加 ,天 然 气水 合 物 形 成 所 需 要 的 压 力 也 要 增 加 ;在 同 一 温 度 下 ,含 有 丙 烷 气 体 的 水 合 物 最 容 易 形 成 ,而 含 有 氮 气 的水 合 物 最 难 形 成 ;同 时 甲 烷 含 量 越 少 ,水 合 物 越 容 易形 成   不 同 气 体 组 分 的 天 然 气 水 合 物 形 成 的 温 压 条 件1   of 组 成压 力 ( 度 ( ℃ )100 %甲 烷 98 %甲 烷 ,2 %乙 烷 98 %甲 烷 ,2 %丙 烷90 %甲 烷 ,7 %乙 烷3 %丙 烷96 %甲 烷 ,3 %乙 烷1 %丙 烷95 %甲 烷 ,5 %硫 化 氢95 %甲 烷 ,5 %二 氧 化 碳95 %甲 烷 ,5 %氮 气0 2. 55 2. 24 1. 01 0. 82 1. 22 1. 20 2. 51 2. 672 3. 18 2. 80 1. 23 1. 05 1. 57 1. 47 3. 00 3. 354 3. 85 3. 40 1. 55 1. 33 1. 97 1. 81 3. 63 4. 066 4. 67 4. 15 1. 96 1. 68 2. 47 2. 23 4. 42 4. 928 5. 68 5. 08 2. 47 2. 12 3. 11 2. 76 5. 40 6. 0010 6. 95 6. 25 3. 12 2. 68 3. 94 4. 43 6. 63 7. 3512 8. 55 7. 74 3. 97 3. 41 5. 04 4. 26 8. 20 9. 0714 10. 61 9. 68 5. 11 4. 38 6. 52 5. 33 10. 22 11. 2716 13. 27 12. 21 6. 69 5. 70 8. 62 6. 76 12. 88 14. 1418 16. 75 15. 56 8. 99 7. 62 11. 70 8. 72 16. 40 17. 8820 21. 28 19. 97 12. 54 10. 6 16. 22 11. 55 21. 02 22. 7422 27. 09 25. 65 17. 94 15. 41 22. 41 15. 74 26. 99 28. 9024 34. 33 32. 75 25. 22 22. 20 30. 24 21. 74 34. 47 36. 5526 43. 13 41. 38 33. 96 30. 54 39. 62 29. 68 43. 59 45. 7828 53. 60 51. 61 44. 16 40. 25 50. 61 39. 48 52. 42 56. 6930 65. 80 63. 51 55. 72 51. 28 63. 16 51. 18 67. 05 69. 36367地   球   物   理   学   进   展 20 卷① 黄 保 家 . 莺 歌 海 浅 海 油 气 苗 调 查 及 其 成 因 探 讨 . 南 海 西 部 石 油 公 司 勘 探 开 发 科 学 研 究 院 . 内 部 报 告 , 是 中 国 主 要 海 域 天 然 气 / 推 测 的 水 合 物 中的 气 体 组 成 情 况 . 从 表 2 中 我 们 可 以 看 到 ,南 海 和 东海 的 生 物 成 因 天 然 气 水 合 物 中 的 甲 烷 含 量 一 般 都 大于 90 % ,大 部 分 地 区 都 大 于 95 % ,但 各 个 地 方 的 含量 并 不 相 同 ,所 以 我 们 很 难 选 择 一 条 有 代 表 性 的 曲线 来 表 示 整 个 南 海 或 东 海 的 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲线 . 因 此 ,研 究 者 要 根 据 实 际 情 况 来 确 定 研 究 地 点 实际 的 相 平 衡 曲 线   中 国 主 要 海 域 天 然 气 / 推 测 的 水 合 物 中 气 体 组 成2   of in 地 点 气 体 组 成 资 料 来 源南 海 北 部 盆 地 甲 烷 > 99 % 刘 雨 芬 [12 ] 次东 沙 群 岛 附 近海 域甲 烷 在 98. 93 %~ 99. 87 % 卢 振 权 等 [13 ]西 沙 海 槽 甲 烷 一 般 > 90 % ,最 大 97. 07 % ,主 要 集 中 在 95 %~ 97 % 卢 振 权 等 [13 ]琼 东 南 盆 地热 成 因 : 甲 烷 14. 72 % , 乙 烷0. 14 % , 丙 烷 0. 03 % , 丁 烷0. 04 % ,二 氧 化 碳 85. 07 % ;生 物成 因 :甲 烷 100 %陈 多 福 等 [8 ]莺 歌 海 甲 烷 > 97 % ,有 的 达 100 % 黄 保 家 ①冲 绳 海 槽 二 氧 化 碳 86 % , 甲 烷 、 氢 气11 %、 硫 化 氢 3 % 吴 必 豪 等 [14 ]1. 2   孔 隙 水 盐 度 的 影 响我 们 同 样 利 用 ,3 ]的 序 计 算了 不 同 盐 度 对 相 平 衡 曲 线 的 影 响 ,计 算 结 果 如 图 3所 示   不 同 盐 度 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 的 影 响3   of on of 3 中 我 们 可 以 看 到 ,由 于 盐 度 增 加 使 得 水 合物 相 平 衡 曲 线 向 左 偏 移 ,水 合 物 稳 定 区 变 小 ,这 说 明水 合 物 要 在 较 低 温 度 和 较 高 压 力 (相 对 于 纯 水 )下 才能 形 成 ;同 时 随 着 盐 度 增 加 ,这 种 趋 势 变 得 更 加 明显 . 另 外 ,相 平 衡 曲 线 的 偏 移 趋 势 也 会 随 着 温 度 的 增加 而 变 得 更 加 明 显 不 同 海 域 的 海 水 盐 度 是 不 同 的 ,但 国 内 有关 南 海 及 东 海 盐 度 的 相 关 文 献 [ 7 ,15 — 17 ] 中 都 指 出 ,南海 和 东 海 的 盐 度 一 般 都 大 于 33 ‰ . 因 此 ,我 们 在 进行 南 海 及 东 海 相 平 衡 曲 线 计 算 时 ,可 以 近 似 选 取 盐度 值 为 35 ‰ 以 上 的 分 析 我 们 可 以 看 出 ,天 然 气 水 合 物的 不 同 气 体 组 分 及 不 同 盐 度 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡曲 线 的 影 响 都 很 大 ,因 此 ,研 究 者 在 使 用 相 平 衡 曲 线时 ,要 根 据 研 究 地 点 的 实 际 情 况 ,选 择 与 研 究 区 气 体成 分 、 盐 度 相 应 的 相 平 衡 曲 线 ,这 样 才 能 使 最 后 的 研究 结 果 尽 量 符 合 实 际 影 响 稳 定 带 厚 度 的 因 素天 然 气 水 合 物 热 力 学 稳 定 带 是 指 海 底 以 下 特 定的 区 域 ,在 该 区 域 内 的 温 度 和 压 力 处 于 天 然 气 水 合物 形 成 的 热 力 学 稳 定 范 围 . 水 合 物 稳 定 带 控 制 着 海底 天 然 气 水 合 物 的 成 矿 作 用 和 分 布 规 律 ,其 厚 度 及分 布 范 围 决 定 了 天 然 气 水 合 物 的 蕴 藏 量 (图 1)中 水 温 梯 度 曲 线 和 天 然 气 水 合 物 相边 界 曲 线 的 交 点 对 应 了 天 然 气 水 合 物 稳 定 存 在 的 最小 水 深 . 从 相 图 上 也 可 以 看 出 天 然 气 水 合 物 在 海 底沉 积 物 中 保 持 稳 定 的 厚 度 取 决 于 地 温 梯 度 的 大 小 ,如 果 地 温 梯 度 大 ,稳 定 带 厚 度 就 小 ;反 之 ,地 温 梯 度小 ,稳 定 带 厚 度 就 大 . 因 此 ,可 以 根 据 天 然 气 水 合 物相 边 界 曲 线 和 沉 积 物 中 的 地 温 梯 度 曲 线 的 交 点 来 计算 水 合 物 稳 定 带 底 界 沉 积 物 的 温 度 ,再 结 合 水 深 与海 底 温 度 等 数 据 求 取 水 合 物 稳 定 带 的 厚 度 . 从 理 论上 讲 ,依 据 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 及 某 一 海 域 的温 度 和 压 力 条 件 即 可 计 算 该 海 域 天 然 气 水 合 物 稳 定带 的 厚 度 . 在 诸 多 的 研 究 方 法 中 ,利 用 图 解 形 式 求 取稳 定 带 厚 度 是 一 种 便 捷 的 方 法 ,但 这 种 方 法 只 能 粗略 的 估 算 稳 定 带 厚 度 上 ,由 于 现 有 条 件 复 杂 多 变 ,所 以 很 难 精 确地 估 计 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 的 厚 度 . 天 然 气 水 合 物热 力 学 稳 定 域 主 要 受 水 深 、 海 底 温 度 和 压 力 、 沉 积 物4673 期 王 淑 红 ,等 :外 界 条 件 变 化 对 天 然 气 水 合 物 相 平 衡 曲 线 及 稳 定 带 厚 度 的 影 响中 的 地 温 梯 度 、 孔 隙 流 体 盐 度 、 天 然 气 组 成 和 供 给 等控 制 [ 3 ,18 — 21 ] . 天 然 气 在 孔 隙 水 中 的 溶 解 度 、 沉 积 物 的表 面 效 应 和 物 性 也 会 影 响 天 然 气 水 合 物 热 力 学 稳 定域 [22 ,23 ] . 通 常 是 用 深 度 (压 力 ) — 温 度 图 来 确 定 稳 定带 的 底 部 ,其 数 值 在 地 温 曲 线 和 纯 水 纯 甲 烷 或 海 水纯 甲 烷 水 合 物 相 边 界 曲 线 的 交 汇 点 上 . 因 此 ,天 然 气水 合 物 稳 定 带 的 确 定 是 天 然 气 水 合 物 研 究 的 一 个 重要 问 题 ,下 面 我 们 对 影 响 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 的 因素 进 行 讨 论 1   水 温 梯 度 曲 线水 温 梯 度 曲 线 和 相 平 衡 曲 线 的 交 点 可 以 反 映 天然 气 水 合 物 能 够 稳 定 存 在 的 最 小 水 深 [24 ]使 用 的 温 度 梯 度 方 程 为 : 295. 1 × . 6 ,其 中 : 底 水 温 度 ( ℃ ) ; H 是 水 深 (m) 使 用 该 方 程 计 算 得 到 的 墨 西 哥 湾 西 北 部 的温 度 值 与 实 测 值 之 间 产 生 了 1 ℃ 的 误 差 ,而 且 在 天然 气 水 合 物 可 能 存 在 的 区 域 这 种 误 差 更 大 ,因 而 他们 假 定 的 水 温 水 深 方 程 是 不 够 精 确 的 平 等 [7 ] 在 用 算 南 海 南 部 天 然 气 水合 物 资 源 量 时 使 用 的 水 温 梯 度 曲 线 方 程 为 : ( / (1 + e( H- ,其 中 : 底 水 温 度 ( ℃ ) ; H 是 水 深 (m) ; - 130. 137 19 ; 39. 398 39 ; 2. 307 13 ; 402. 731 使 用 该 方 程 计 算 的 南 海 南 部 温 度 值 与 5 ]数 据 值 之 间 的 误 差 不 超 过 0. 1 ℃ ,而 且 在 天 然气 水 合 物 可 能 存 在 的 区 域 这 种 误 差 很 小 可 见 ,用 于 实 际 计 算 的 水 温 梯 度 曲 线 种 类是 很 多 的 ,因 此 ,在 实 际 计 算 时 ,要 根 据 研 究 区 实 际的 温 度 、 深 度 数 据 绘 制 一 条 水 温 梯 度 曲 线 . 对 于 南 海海 域 的 计 算 ,可 以 借 鉴 曾 维 平 等 [7 ]使 用 的 方 程 2   地 温 梯 度地 温 梯 度 是 影 响 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 厚 度 的 一个 重 要 因 素 ,不 同 区 域 的 地 温 梯 度 通 常 是 不 同 的 ;同时 地 温 梯 度 随 深 度 也 有 变 化 ,因 此 不 同 深 度 的 地 温梯 度 值 也 是 不 同 的 . 确 定 地 壳 中 地 温 梯 度 的 公 式 为 :地 温 梯 度 = 热 流 / 热 传 导 率 . 其 中 ,地 温 梯 度 和 热 传导 率 在 侧 向 和 垂 向 上 均 可 以 有 较 大 变 化 ,而 热 流 仅有 侧 向 上 的 变 化 . 在 海 底 局 部 地 区 热 流 大 致 衡 定 ,由于 不 同 的 岩 性 具 有 不 同 的 热 传 导 率 ,因 而 具 有 不 同的 地 温 梯 度 . 下 面 我 们 将 讨 论 地 温 梯 度 对 稳 定 带 厚度 的 影 响 ,在 讨 论 过 程 中 我 们 使 用 了 序 计 算 纯 水 纯 甲 烷 的 相 平 衡 曲 线 . 同 时 假 定 水 深 为2 000 m ;海 底 温 度 为 4 ℃ . 图 4 是 计 算 得 到 的 地 温 梯度 与 稳 定 带 厚 度 关 系 图 4 中 我 们 可 以 看 到 ,在 海 底 温 度 、 水 深 、 气体 组 分 等 参 数 相 同 的 条 件 下 ,地 温 梯 度 对 稳 定 带 厚度 的 影 响 较 大 . 地 温 梯 度 与 稳 定 带 厚 度 之 间 呈 较 好的 指 数 相 关 关 系 ,随 着 地 温 梯 度 的 增 加 ,稳 定 带 厚 度减 小 . 在 地 温 梯 度 从 0. 02 ℃ / m 到 0. 1 ℃ / m 的 变 化过 程 中 ,稳 定 带 厚 度 大 约 减 薄 了 660   地 温 梯 度 对 水 合 物 稳 定 带 厚 度 的 影 响4   of on of   水 深 对 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 厚 度 的 影 响5   of on 3   水 深567地   球   物   理   学   进   展 20 卷在 讨 论 水 深 对 稳 定 带 厚 度 的 影 响 时 ,我 们 同 样利 用 序 计 算 纯 水 纯 甲 烷 水 合 物 的 相 平衡 曲 线 . 文 中 假 定 海 底 温 度 为 4 ℃ ; 地 温 梯 度 为0. 02 ℃ / m ;水 深 从 1 000 m 变 化 到 4 000 m. 图 5 是水 深 与 稳 定 带 厚 度 关 系 图 5 中 可 以 看 出 ,在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下 ,水 深 也 会 对 稳 定 带 厚 度 产 生 一 定 的 影 响 . 水 深 与 稳定 带 厚 度 之 间 呈 极 好 的 对 数 相 关 关 系 ,随 着 水 深 的增 加 ,稳 定 带 厚 度 也 增 加 . 在 水 深 增 加 3 000 m 的 过程 中 ,稳 定 带 厚 度 增 加 了 大 约 400 m. 由 此 可 见 ,水深 对 稳 定 带 厚 度 的 影 响 较 小 4   底 水 温 度在 研 究 不 同 底 水 温 度 对 稳 定 带 厚 度 的 影 响 时 ,我 们 假 定 地 温 梯 度 为 0. 02 ℃ / m ,水 深 为 2 000 海 底 温 度 条 件 下 底 水 温 度 与 稳 定 带 厚 度 之 间 的关 系 如 图 6 所 示   底 水 温 度 对 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 厚 度 的 影 响6   of on of 6 中 我 们 可 以 看 出 ,海 底 温 度 不 同 ,稳 定 带厚 度 也 不 同 . 总 的 来 说 ,海 底 温 度 与 稳 定 带 厚 度 之 间呈 极 好 的 线 性 相 关 关 系 ,也 就 是 说 海 底 温 度 越 小 ,稳定 带 厚 度 越 大 . 本 文 中 海 底 温 度 在 0~ 17 ℃ 的 变 化过 程 中 ,稳 定 带 厚 度 大 约 减 薄 了 1 000 m. 由 此 可见 ,底 水 温 度 对 稳 定 带 厚 度 的 影 响 很 大 5   气 体 组 成天 然 气 水 合 物 中 的 不 同 气 体 组 分 会 影 响 天 然 气水 合 物 相 平 衡 曲 线 ,从 而 影 响 稳 定 带 厚 度 . 这 里 我 们假 定 海 底 温 度 为 4 ℃ ,地 温 梯 度 为 0. 02 ℃ / m ,水 深为 2 000 m ,气 体 组 成 中 除 含 有 甲 烷 外 ,还 分 别 含 有0 %、 1 %、 2 %、 4 %、 6 %、 8 %、 10 %、 20 %的 乙 烷 . 通 过程 序 计 算 得 到 的 稳 定 带 厚 度 与 气 体 组 成 之 间 的 关 系如 图 7 所 示   气 体 组 成 对 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 厚 度 的 影 响7   of on 7 中 我 们 可 以 看 到 ,不 同 气 体 组 分 对 稳 定带 厚 度 的 影 响 较 大 . 天 然 气 水 合 物 中 甲 烷 含 量 与 稳定
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