拉曼光谱法定量测定水合物-水体系中的硫酸根

硫酸根含量是天然气水合物孔隙水中重要的参数之一,硫酸根与水合物的赋存关系已成为天然气水合物地球化学异常研究的重要组成部分。为了更深入地了解硫酸根浓度异常产生的原因和机制,建立一种实时、快速的测定方法就显得尤为重要。本文利用自行设计的天然气水合物反应装置,建立了海水中硫酸根在高压低温环境下的拉曼光谱定量测定方法。硫酸根的浓度(ρ)在2.0~70.0 g/L范围内,与其拉曼光谱参数(R)有良好的线性关系,线性回归方程为R=0.0013ρ-0.000066,相关系数r=0.9998。方法检出限为0.2 g/L(约238μg/mL),精密度(RSD,n=12)为2.5%~3.4%,回收率为102.1%~123.8%。结果表明,采用拉曼光谱法可在线检测天然气水合物-水体系中硫酸根的浓度变化;相对于离子色谱法,具有不破坏原样品和方便快捷等优点。通过对硫酸根浓度变化的初步分析,发现其浓度呈阶梯状升高,认为天然气水合物的形成是一个气体溶解-成核-生长反复进行的过程,直至整个反应体系达到平衡。     

天然气水合物物性实验研究进展——第7届国际水合物大会交流成果综述

天然气水合物的物理性质是勘探和开发天然气水合物的重要基础。基于第七届国际水合物大会(IGGH-7)的交流成果,从水合物合成与分解实验、物性参数测量技术以及数值模拟研究等方面,总结了水合物声学、力学及渗透率、电学、热物理等物性参数的最新实验研究成果及其进展,并对今后的研究工作提出了一些展望和建议。     

瞬态压力脉冲法及其在松散含水合物沉积物中的应用

含水合物沉积物渗透率是水合物开采相关工作的基础参数之一。稳态法在应用于渗透率较低的多孔介质时存在着稳定渗流难和试验耗时长等缺点。目前,含水合物细颗粒沉积物渗透率试验数据积累明显不足。本文首先介绍了瞬态压力脉冲法的基本原理及数据处理方法,然后以模拟试验验证了瞬态压力脉冲法的适用性,最后探讨了该方法在松散含水合物沉积物渗透率测量方面的应用效果。结果表明：瞬态压力脉冲法近似解处理粉细砂沉积物试验数据效果较好,而处理黏土沉积物试验数据存在明显误差,建议采用数值模拟反演分析的方法处理瞬态压力脉冲法试验数据;瞬态压力脉冲法适用于松散沉积物渗透率测量,在含水合物沉积物渗透率试验研究方面具有潜在的应用前景。     

天然气水合物储层有效绝对渗透率现场测试进展

天然气水合物作为一种新型的非常规能源具有较大的资源潜力。天然气水合物储层的有效绝对渗透率常被选为天然气水合物降压开采效果评价的关键指标,指标大小需要在现场进行测试加以确定。首先对国内外典型地区天然气水合物储层有效绝对渗透率的现场测试实例进行梳理,然后介绍了地层测试和核磁共振测井等现场测试方法,最后总结了目前水合物储层有效渗透率现场测试仍存在的主要问题并给出未来的研究建议,期望为天然气水合物储层现场测试技术的发展提供参考。     

水合物储层工程地质参数评价系统研发与功能验证

海洋天然气水合物储层的工程力学参数对准确评价水合物开采过程中的工程地质风险至关重要。静力触探和十字板剪切技术结合能够获得储层原位纵向连续性良好的工程力学参数,在天然气水合物开发工程-地质一体化探测与评价方面具有巨大潜力,但目前鲜见该系列技术在水合物勘查及试采中的应用。为了摸清天然气水合物储层的静力触探参数、十字板剪切参数响应规律及影响因素,进而为水合物储层工程地质特征现场评价提供依据,自主研发了天然气水合物储层工程地质参数评价试验系统。该系统能够开展含水合物沉积物五桥静力触探测试(锥尖阻力、侧摩阻力、孔隙水压力、电阻率、摄像),十字板剪切测试,并与电阻率层析成像测试结合,解释天然气水合物储层的工程地质参数响应机理。基于该系统分别针对砂土、粉砂质黏土沉积物(不含水合物)开展了功能验证性实验,并与南海神狐海域粉砂质黏土层的现场实测数据进行比对,结果证明试验数据重复性良好,试验结果与现场实测数据有可比性,系统可靠。该系统对于验证新型水合物开发工程-地质参数一体化探测技术提供了基础平台。     

基于数字岩心的含水合物石英砂微观渗流有限元分析

利用X射线计算机断层扫描系统（CT）获得不同饱和度下含水合物石英砂内部气、水、水合物各相态分布特征,通过有限元方法计算了不同水合物饱和度下石英砂液相渗透率变化,并模拟了流体在孔隙内的流动情况,获得了假定边界条件下孔隙流体的三维流速分布。研究结果表明,随着水合物饱和度的降低,渗透率逐渐增大,其中当水合物饱和度从56%下降到39%时,液相渗透率值增速最大;水合物分解末期,液相渗透率并未随着有效孔隙度的增大而快速升高,通过CT扫描图像显示,部分石英砂孔隙和喉道可见甲烷气泡滞留,由于气体的贾敏效应在一定程度上阻碍了液体的流动,从而导致液相渗透率增速降低。本研究建立了一种基于石英砂内部真实孔隙特征的液相渗透率和液体流速计算方法,可为水合物开采过程中储层微观渗流演化机理研究提供参考。     

天然气水合物沉积物力学性质测试与评价

储层力学参数的评价及预测是天然气水合物安全高效开发的关键。笔者从力学试验、本构模型以及离散元数值模拟等方面介绍了含水合物沉积物力学性质测试及数值计算研究新进展,分析总结了力学参数评价及预测的主要方法及其特点,探究了目前含水合物储层力学性质测试及评价研究存在的问题及其主要原因。为了更好的解决相关工程技术问题,笔者建议通过结合室内试验与数值模拟的方法对水合物储层力学特性及破坏机制进行分析,针对不同工况条件及储层特征建立更加准确的力学参数计算模型。     

大泽山葡萄产地生态地球化学特征

调查了大泽山葡萄产地地球化学环境,研究了土壤、植株及植株中元素迁移富集规律.结果表明,土壤元素有效量与葡萄植株元素含量有一定的相关性,叶片与叶柄中元素有很好的相关性.不同葡萄品种间植株中个别元素含量有显著的差异,叶片、叶柄元素含量均远远高于果实.元素在植株和葡萄中的分布,只与元素性质有关,与葡萄品种无关.大泽山葡萄园土壤达到了国家果园土壤环境质量一级标准.土壤中镁与钙的有效量分别与葡萄酸度和甜度密切相关.     

青岛铁陨石的发现及其化学成分和矿物学分析

青岛铁陨石是在2004年5月发现于青岛市城阳区惜福镇,重约30 t。通过初步的化学分析和矿物学分析,发现其铁含量为94.02%,镍含量为5.29%,钴含量为0.45%,主要矿物为铁纹石,局部含有陨磷铁镍石的晶体或集合体,表明它是一块典型的铁陨石。该区历史上没有陨石降落的记载,根据该铁陨石产出在第四系的全新世冲-洪积层中离地表3~4 m的深度处,推断它的降落年代应是全新世。     

渤海沉积物中产甲烷途径及产甲烷菌群落特征

全球甲烷排放主要来源于厌氧环境中产甲烷菌的代谢活动。采集渤海典型站位沉积物样品,测定了沉积物中甲烷和硫酸盐含量。通过提供不同类型产甲烷底物进行培养,分析了各样品中甲烷产量;通过高通量测序,分析了产甲烷菌群落特征。结果表明,渤海沉积物中产甲烷途径以甲基营养型为主,同时具有H2/CO2还原型途径。同一站点随着深度的增加,甲烷产生量逐渐减少,产甲烷速率相应降低。古菌群落以Crenarchaeota、Asgardaeota和Nanoarchaeota为主,产甲烷菌Ca. Methanofastidiosales占据优势地位。本研究为全面了解产甲烷菌在海洋生境中产甲烷过程提供了重要参考。