不同介质中不同产状甲烷水合物相平衡条件研究

天然气水合物是一种储量巨大的天然资源，主要以四种不同的产状赋存于海洋沉积物和多年冻土中。目前对于地球上天然气水合物储量的估算差别非常大，而天然气水合物的相平衡条件对于其储量的估算则意义重大。因此，不同介质中不同产状天然气水合物相平衡条件的研究对于深入了解自然界中存在的天然气水合物具有积极的意义。本项目希望通过在不同介质（硅胶颗粒、黄土、细砂）中开展不同产状（分散状、结核状、层状和块状）甲烷水合物的相平衡条件测定研究，系统地测取不同介质中不同产状甲烷水合物的相平衡条件数据，探讨不同产状和不同介质对甲烷水合物相平衡条件的影响极其原因。

作为一种自然资源，天然气水合物储量巨大；而天然气水合物的相平衡条件明确了天然气水合物能稳定存在的环境条件。因此，了解不同介质中不同产状的天然气水合物的相平衡条件，对于认识自然界中赋存的天然气水合物及评估其储量具有重要意义。本项目通过在三种不同介质内（硅胶、黄土、砂土）开展不同产状（分散状、结核状、层状和块状）甲烷水合物的形成和分解实验，来测定不同产状甲烷水合物在不同介质内的相平衡条件，探讨了产状对甲烷水合物相平衡条件的影响。通过这些实验，我们发现产状对于甲烷水合物的形成和分解过程的影响是比较明显的。在形成过程中，块状甲烷水合物的甲烷气体转化率是最高的，接下来是层状。分散状和结核状甲烷水合物的甲烷气体转化率相对较低，但二者区别不是很明显。分散状甲烷水合物的形成速率最快，其气体消耗速率峰值也是最高的，但其形成过程耗时最短；形成过程耗时最长的是块状甲烷水合物，层状水合物次之和结核状水合物区别不明显。在分解过程中，块状甲烷水合物的稳定性最好，层状甲烷水合物和结核状甲烷水合物的区别不明显，稳定性最差的是分散状甲烷水合物。从介质来看，实验结果显示介质对于块状和层状甲烷水合物的分解曲线基本没有影响。在结核状和分散状的甲烷水合物中，砂土中的水合物相对其他两种介质中的水合物更容易分解。