海底烃类气体渗漏实验模拟:烃类气体含量及分子组成变化与渗漏过程重建

李双林, 董贺平, 赵青芳, 王建强. 海底烃类气体渗漏实验模拟:烃类气体含量及分子组成变化与渗漏过程重建[J]. 海洋地质前沿, 2020, 36(5): 1-13. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.049
引用本文: 李双林, 董贺平, 赵青芳, 王建强. 海底烃类气体渗漏实验模拟:烃类气体含量及分子组成变化与渗漏过程重建[J]. 海洋地质前沿, 2020, 36(5): 1-13. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.049
LI Shuanglin, DONG Heping, ZHAO Qingfang, WANG Jianqiang. EXPERIMENTAL SIMULATION OF SEABED HYDROCARBON GAS SEEPAGE:VARIATION OF CONTENT AND MOLECULAR COMPOSITION OF THE HYDROCARBON GAS AND RECONSTRUCTION OF SEEPAGE PROCESS[J]. Marine Geology Frontiers, 2020, 36(5): 1-13. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.049
Citation: LI Shuanglin, DONG Heping, ZHAO Qingfang, WANG Jianqiang. EXPERIMENTAL SIMULATION OF SEABED HYDROCARBON GAS SEEPAGE:VARIATION OF CONTENT AND MOLECULAR COMPOSITION OF THE HYDROCARBON GAS AND RECONSTRUCTION OF SEEPAGE PROCESS[J]. Marine Geology Frontiers, 2020, 36(5): 1-13. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.049

海底烃类气体渗漏实验模拟:烃类气体含量及分子组成变化与渗漏过程重建

  • 基金项目:
    国家自然科学基金项目“南黄海崂山隆起中南部海底渗漏烃类源区示踪与运移路径重建”(41776075);山东省基金项目“南黄海盆地崂山隆起海底烃类渗漏成因及其三维模型构建”(ZR2019BD067)
详细信息
    作者简介: 李双林(1962—),男,博士,研究员,主要从事海洋油气地球化学方面的研究工作.E-mail:lishuanglin5335@hotmail.com
  • 中图分类号: P744.4

EXPERIMENTAL SIMULATION OF SEABED HYDROCARBON GAS SEEPAGE:VARIATION OF CONTENT AND MOLECULAR COMPOSITION OF THE HYDROCARBON GAS AND RECONSTRUCTION OF SEEPAGE PROCESS

  • 利用海底烃类气体渗漏实验模拟装置对海底烃类气体渗漏过程进行了实验模拟。通过10个采样口样品采集和分析测试,探讨了各采样口在渗漏过程中烃类气体含量和分子组成变化。各采样口烃类气体含量和分子组成随时间具有明显阶段变化,总体显示了两阶段渗漏特征:第1渗漏阶段从7月13日到8月5日,第2渗漏阶段从8月6日到9月25日。根据各采样口烃类气体在两阶段渗漏强度可分为3类:第1类包括S1、S2、S5、S7和S8,表现为在第1阶段和第2阶段渗漏强度均不高,属于微渗漏类型;第2类包括S3、S4和S9,表现为在第1阶段渗漏强度低,属于微渗漏类型,在第2阶段渗漏强度高,属于宏渗漏类型;第3类包括S6和S10,表现为在第1阶段和第2阶段均属于宏渗漏类型。烃类气体渗漏主要受实验柱体内各种界面和沉积物粒度等因素控制,而且不同采样口渗漏烃类气体含量变化的控制因素也不尽相同。模拟结果为研究海底烃类气体渗漏过程中,断裂构造、地层不整合界面、岩性差异界面,以及沉积物粒度变化等对海底烃类气体渗漏控制机理提供了实验依据。

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  • 图 1  海底烃类气体渗漏实验模拟装置

    Figure 1. 

    图 2  模拟实验柱体顶部和底部压力变化图

    Figure 2. 

    图 3  S1—S10采样口甲烷、乙烷和丙烷含量随时间变化图

    Figure 3. 

    图 4  S1—S10采样口甲烷与乙烷和丙烷相关系数

    Figure 4. 

    图 5  S1—S10采样口C1/(C2+C3)比值随时间变化图

    Figure 5. 

    图 6  主要界面及其地质含义图

    Figure 6. 

    图 7  不同粒级沉积物甲烷含量变化对比图

    Figure 7. 

    图 8  不同粒级沉积物C1/(C2+C3)比值变化对比图

    Figure 8. 

    图 9  烃类气体渗漏过程重建示意图

    Figure 9. 

    表 1  用于实验模拟的标准气体构成

    Table 1.  Standard gas composition for theexperimental simulation

    烃类气
    体组分
    含量/
    (10-6 mol/mol)
    甲烷 696 000
    异丁烷 2 400
    乙烷 52 000
    正丁烷 2 800
    乙烯 800
    异戊烷 2 400
    丙烷 40 000
    正戊烷 2 800
    丙烯 800
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    表 2  采样口烃类气体含量(10-6 mol/mol)变化范围

    Table 2.  Variation range of hydrocarbon gas content (10-6 mol/mol) at sampling outlets

    采样口 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷
    S1 7.02~363.80/
    122.67
    0.46~28.84/
    10.07
    0~18.38/
    5.38
    0~1.53/
    0.30
    0~2.77/
    0.55
    0~0.38/
    0.13
    0~3.05/
    0.42
    S2 1.77~400.71/
    139.34
    0.73~32.57/
    11.79
    0~15.45/
    5.41
    0~0.70/
    0.24
    0.03~0.69/
    0.26
    0~0.33/
    0.10
    0~1.47/
    0.32
    S3 0.86~1 192.69/
    280.53
    0.10~94.96/
    21.74
    0.14~54.57/
    12.60
    0~3.03/
    0.69
    0~2.31/
    0.57
    0~0.34/
    0.12
    0~2.77/
    0.41
    S4 3.33~2 007.26/
    415.88
    0.53~150.11/
    31.83
    0.07~91.80/
    19.33
    0~5.51/
    1.12
    0~4.02/
    0.89
    0~2.40/
    0.34
    0~5.37/
    0.89
    S5 1.41~670.79/
    173.03
    0.12~54.24/
    14.51
    0.47~29.98/
    7.81
    0~1.00/
    0.30
    0~1.00/
    0.31
    0~0.35/
    0.10
    0~1.33/
    0.24
    S6 3.61~8254.72/
    1 344.86
    0.22~598.32/
    99.58
    0~484.59/
    78.06
    0~34.00/
    5.37
    0~33.35/
    5.15
    0~24.34/
    3.75
    0~35.68/
    5.61
    S7 2.93~347.88/
    65.27
    0.25~26.73/
    5.51
    0~22.62
    4.32
    0~2.14/
    0.62
    0~1.54/
    0.25
    0~1.37/
    0.25
    0~2.63/
    0.48
    S8 0.91~265.11/
    57.96
    0.18~18.63/
    4.61
    0.14~13.70/
    3.40
    0~1.03/
    0.30
    0~0.85/
    0.25
    0~0.48/
    0.12
    0~5.84/
    1.02
    S9 1.69~2 275.05/
    252.88
    0~173.10/
    18.65
    0~147.29/
    13.80
    0~10.27/
    0.97
    0~11.14/
    0.93
    0~0.27/
    0.08
    0~12.67/
    0.96
    S10 0.48~219 410.40/
    49 786.23
    0.22~15 614.03/
    3 537.83
    0.05~12 937.34/
    2 939.23
    0~896.51/
    200.69
    0.03~933.42/
    213.18
    0~500.14/
    119.56
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    215.95
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出版历程
收稿日期:  2019-04-02
刊出日期:  2020-05-28

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