Эволюция порового давления и аккумуляция поддонных газовых гидратов при последовательном накоплении осадков с различными флюидодинамическими и реологическими свойствами
Категория: 15-1
УДК 550.31
Е.И. Суетнова
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
Приводятся результаты исследования эволюции порового давления, процессов фильтрации и накопления газовых гидратов в порах при последовательном накоплении на морском дне слоев осадков с разными реологическими и флюидодинамическими свойствами. Результаты математического моделирования свидетельствуют, что в ходе такого процесса осадконакопления возникают возмущения порового давления, скорости адвекции порового флюида и скорости уплотнения осадков, что оказывает влияние на процесс гидратонакопления.
Количественно показано, что гидратонасыщенность и давление порового флюида в придонной зоне стабильности газовых гидратов в морских осадках зависят не только от значений флюидодинамических и реологических параметров осадков в этой зоне, но и от значений параметров осадков, поступавших ранее в ходе осадконакопления.
Ключевые слова: седиментация, газовые гидраты, уплотнение, реология, численное моделирование.
Литература
Гинсбург Г.Д., Соловьев В.А. Субмаринные газовые гидраты. М.: ВНИИОкеангеология, 1994. 199 с.
Суетнова Е.И. Уплотнение неоднородных осадков вязкоупругой реологии // Физика Земли. 2003. № 1. С.77–83.
Суетнова Е.И. Накопление газгидратов и уплотнение накапливающихся осадков: проблема взаимовлияния процессов // Докл. РАН. 2007. Т. 415, № 6. С.818–822.
Cуетнова Е.И. Влияние реологических и гидродинамических свойств накапливающихся осадков на процессы уплотнения и гидратонакопления (по результатам математического моделирования) // Изв. вузов. Сер. геология и разведка. 2009. № 1. С.52–55.
Суетнова Е.И. Аккумуляция газовых гидратов в морском дне при последовательном накоплении осадков с различными транспортными свойствами // Докл. РАН. 2011. Т. 438, № 6. С.813–816.
Суетнова Е.И. Аккумуляция газовых гидратов в порах в процессе уплотнения наращиваемой реологически слоисто-неоднородной среды осадков // Геофизические исследования. 2013. Т. 14, № 1. С.30–35.
Davie M.K., Buffett B.A. A numerical model for the formation of gas hydrate below the seafloor // J. Geophys. Res. 2001. V. 106, N B1. P.497–514.
Davie M.K., Buffett B.A. Sources of methane for marine gas hydrate: inferences from a comparison of observations and numerical models // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. V. 206, N 1/2. P.51–63.
Davie M.K., Zatsepina O.Ye., Buffet B.A. Methane solubility in marine hydrate environments // Marine Geology. 2004. V. 203. P.177–184.
He L., Matsubayashi O., Lei X. Methane hydrate accumulation model for the Central Nankai accretionary prism // Marine Geology. 2006. V. 227. P.201–214.
Liu X., Flemings P.B. Dynamic multiphase flow model of hydrate formation in marine Sediments // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. B03.101.
Sloan E.D. Clathrate Hydrates of Natural Gases. N.Y.: Marcel Dekker, 1998. 705 p.
Steurer J.F., Underwood M.B. Clay mineralogy of mudstones from the Nankai Trough reference Sites 1173 and 1177 and frontal accretionary prism Site 1174 // Proc. ODP. Sci. Results. 190/196 / Eds. H. Mikada, G.F. Moore, A. Taira, K. Becker, J.C. Moore, A. Klaus. 2003. P.1–37. Ms 190SR-211. World Wide Web: <http:// www-odp.tamu.edu/publications/
Suetnova E.I., Vasseur G. 1-D Modelling rock compaction in sedimentary basin using visco-elastic rheology // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. V. 178. P.373–383.
Xu W., Lowel R., Peltzer E.T. Effect of sea floor temperature and pressure variations on methane flux from a gas hydrate layer: comparison between current and late Paleocene climate conditions // J. Geophys. Res. 2001. V. 106, N B1. P.26413–26423.
Xu W., Germanovich L. Excess pore pressure resulting from methane hydrate dissociation in marine sediments: a theoretical approach // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. B01104. doi: 10.1019/ 2004JB003600.
Zatsepina O.Ye., Buffett B.A. Phase equilibrium of gas hydrate: implication for the formation of hydrate in the deep sea floor // Geophys. Res. Lett. 1997. V. 24, N 13. P.1567–1570.
Сведения об авторе
СУЕТНОВА Елена Ивановна – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123995, ГСП-5, Москва, Д-242,
ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-92-95. E-mail: Elena_suetnova@mail.ru