基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法技术

本发明专利技术公开一种基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法，属于海洋沉积物地球化学和海洋地质研究领域，考虑海洋沉积物中天然气水合物生成的沉降速率、有机质通量、环境含氧量等环境因素的影响，通过基于对数正态分布的连续性有机质降解模型评估沉积物中有机质的活性，并进一步模拟沉积物中有机质的降解过程，然后根据沉积物孔隙水硫酸根剖面判断沉积物中产甲烷区域，评估生物成因天然气水合物的资源量。本发明专利技术同时考虑了有机质活性差异对天然气水合物资源量的影响以及沉积物地温梯度、压力变化对天然气水合物稳定态的影响，对研究全球海洋陆架区沉积物中天然气水合物资源量及其关键环境因素具有重要意义。合物资源量及其关键环境因素具有重要意义。合物资源量及其关键环境因素具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法


[0001]本专利技术属于海洋沉积物地球化学和海洋地质研究领域，具体涉及基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法。

技术介绍

[0002]甲烷水合物不仅是重要的能源物质，同时甲烷水合物失稳释放的大量甲烷严重的影响着全球温度的变化。海洋沉积物作为甲烷水合物重要的“源”，合理地估算沉积物中甲烷水合物的储量不仅有助于缓解人类对石油等内陆资源的依赖，同时可以很好的评估因甲烷水合物失稳释放的甲烷对海洋、大气生态环境的影响。
[0003]生物成因甲烷（通过有机质降解产甲烷过程生成的）是沉积物甲烷重要的组成部分。沉积物中甲烷气体的产生与有机质降解相关的产甲烷速率相关。同时，有机质降解所产生的甲烷气体在深层沉积物低温和高压的条件下会由气相转变为固相保存在沉积物中。因此，合理地模拟有机质降解过程是评估生物成因天然气水合物资源量的关键。现阶段主要通过基于伽马分布的连续性模型模拟沉积物中有机质的降解过程。但是，考虑到伽马分布无法准确地描述不同站点内有机质活性的分布差异，因此该模型在评估区域中生物成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、基于对数正态分布的连续性有机质降解模型模拟沉积物中有机质的降解过程；步骤B、通过沉积物孔隙水硫酸根数据判断沉积物中产甲烷区域，并结合沉积物中温压场分布模拟沉积物中天然气水合物稳定带分布；步骤C、根据区域内有机质的分布、沉积物中温压场的变化定量计算勘探区域沉积物中生物成因天然气水合物资源量。2.根据权利要求1所述的基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法，其特征在于：所述步骤A具体通过以下方式实现：步骤A1、将有机质实测含量单位转换为可模拟单位：，式中，f
c
为单位转换系数，ρ
s
为固相干沉积物密度，φ为孔隙度，M
c
为碳元素的相对摩尔质量；步骤A2、根据实测有机质含量剖面，构建基于对数正态分布的连续性有机质降解模型，模拟沉积物中有机质的降解过程：（1）基于对数正态分布的连续性有机质降解模型表示为：，式中，G(t)表示有机质含量随时间的变化，G(0)表示沉积物
‑
海水界面处有机质的含量，k表示有机质的活性，t表示时间，g(k,0)为对数正态分布，，ln μ是ln k的平均值，σ2是ln k的方差，μ表示有机质活性的整体大小，σ表示有机质活性的范围；（2）通过寻求最优参数下的理论曲线与实测数据点的最佳二项式拟合，使实测数据点与理论曲线两者的偏差最小，得到最佳模型模拟结果，并基于此计算沉积物中有机质降解速率；实测有机质含量与理论有机质含量差的平方和表达式如下：，式中，为t
i
时刻实际测有机质含量，即有机质样品剖面中有机质含量，为t
i
时刻模型拟合得到的有机质含量，E(a)为目标函数，a为对数正态分布的连续性有机质降解模型中参数μ和σ组成的向量。3.根据权利要求1所述的基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法，其特征在于：所述步骤B具体包括以下步骤：步骤B1、根据沉积物中产甲烷过程发生在孔隙水硫酸根浓度小于1mM的区域判断沉积物中产甲烷的区域，结合有机质降解速率，计算沉积物中生物成因甲烷气体的产生速率；步骤B2、根据沉积物中温压场的变化模拟沉积物中气相甲烷与固相天然气水合物的转换过程；步骤B3、基于步骤B1和步骤B2，计算单个站点内与有机质降解相关的生物成因天然气水合物的产量。4.根据权利要求3所述的基于有机质降解模型的海洋天然气水合物资源量估算方法，
其特征在于：所述步骤B1中，沉积物中产甲烷速率表示为：，式中，R
ME
为产甲烷速率，f
c
为有机质含量单位转换系数，R
OM
为有机质降解速率， ，f
s
为有机质通过硫酸根还原降解还是产甲烷过程降解的转换系数，当有机质通过硫酸根降解时，f
s
为1；反之，当有机质通过产甲烷降解时，f

【专利技术属性】
技术研发人员：徐思南，孙治雷，孙运宝，张喜林，王宏斌，李昂，陈烨，李世兴，张栋，董刚，
申请(专利权)人：青岛海洋地质研究所，
类型：发明
国别省市：