海底沉积物层CO2泄漏渗流与水合耦合机理研究

"海底沉积物层内CO2泄漏渗流与水合耦合规律研究" 本文研究了海底沉积物层内CO2泄漏渗流与水合耦合的规律，旨在探讨CO2海底沉积物层封存对缓解全球气候变化的影响。本研究结合了Darcy定律与水合物生成动力学方程，构建了一个描述海底沉积物层多孔介质中CO2泄漏渗流与水合物生成相互影响的动态演化数学模型。 该模型系统研究了不同温度下多孔介质体系中CO2水合物饱和度随时间和空间的变化规律，以及CO2水合物生成对海底沉积物层渗流特性参数的动态影响。模拟结果表明，在海底沉积物层水合区的泄漏口处，CO2水合物生成较为迅速，15年时间内，由于CO2水合物生成、生长和积聚，导致近泄漏口处渗透率减小近两个数量级，有效孔隙度由初始值0.3减小到0.2095，降幅达30%，形成了超低渗透的“CO2水合物盖层”。 此外，本研究还发现，海底沉积物层水合区温度越低，CO2水合物饱和度越低，有更多的游离CO2渗流泄漏入远场。当沉积物层温度为281K左右时，远场处受泄漏影响最小，CO2饱和度最低。 本研究的结果对CO2海底沉积物层封存的可行性和安全性具有重要的科学意义和实践价值，为缓解全球气候变化提供了新的科学依据。同时，本研究也为未来CO2海底沉积物层封存技术的发展和改进提供了重要的理论指导和技术支持。 知识点： 1. 海底沉积物层内CO2泄漏渗流与水合耦合的规律研究 2. Darcy定律与水合物生成动力学方程的耦合应用 3. 海底沉积物层多孔介质中CO2泄漏渗流与水合物生成的动态演化数学模型 4. CO2水合物生成对海底沉积物层渗流特性参数的动态影响 5. 海底沉积物层水合区温度对CO2水合物饱和度的影响 6. CO2海底沉积物层封存对缓解全球气候变化的影响 7. CO2水合物盖层的形成机理和特征 8. 海底沉积物层封存技术的发展和改进 关键词：工程热物理；CO2（二氧化碳）；泄漏；渗流；水合物；海底沉积物层