曹运诚
- 作品数：25 被引量：71H指数：5
- 供职机构：上海海洋大学海洋科学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>
- 相关领域：天文地球石油与天然气工程理学一般工业技术更多>>
- 乙烷在天然气水合物体系中的分配及对天然气水合物发育特征指示
- 由于甲烷和乙烷的分子半径不同,在水合物笼子结构中的稳定性也不一致,在水合物生成过程中,乙烷可以优先进入水合物,表现为天然气水合物中富集.根据热力学平衡原理,建立天然气水合物成藏过程中乙烷的富集模型,并利用IODP 132...
- 曹运诚陈多福
- 南海东沙海域浅表层柱状沉积物孔隙水地球化学特征及对冷泉流体活动的指示被引量：3
- 2017年
- 海底沉积物孔隙水地球化学特征能够快速响应有机质硫酸盐还原作用(OSR)和甲烷缺氧氧化作用(AOM)引起的变化,并记录冷泉渗漏活动的特征。本文对采集自南海东沙海域天然气水合物发育区的重力柱状沉积物孔隙水样品(D17-2015)进行了阴阳离子(SO_4^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+))、微量元素(Sr^(2+)、Ba^(2+))、溶解无机碳(DIC)及其δ^(13)C_(DIC)等地球化学分析。在深度剖面上硫酸根离子浓度呈直线降低,确定的硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)约为海底下7.0 m,在紧邻SMTZ界面之下的溶解Ba^(2+)浓度突然增加,同时δ^(13)C_(DIC)(-38.8‰)值极端负偏,说明此站位存在强烈的AOM作用。利用反应-运移模型模拟计算获得的硫酸根向下通量为35.3 mmol/(m^2·a)、甲烷向上的通量为30.0 mmol/(m^2·a)、OSR和AOM消耗硫酸盐的相对比例分别约为15%和85%。这些结果表明AOM作用是占主导作用的生物地球化学过程。
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- 关键词：孔隙水
- 孔隙水渗流通量对渗漏型天然气水合物影响的数值模拟被引量：5
- 2013年
- 海底冷泉活动区不仅有天然气向海底的渗漏,同时还存在孔隙水的对流,并可能改变天然气水合物体系的温度和盐度,进而影响天然气水合物的成藏.利用建立的天然气水合物生成动力学模型和水合物脊南部高地实测的温度和盐度等条件,模拟了三种典型流体活动区(生物蛤区、细菌席区和冒气区)不同的流体通量条件下天然气水合物的成藏过程.其中生物蛤区孔隙水通量<20kgm-2a-1,模拟表明孔隙水对流作用对体系的温度和盐度无影响或影响很小,由于天然气水合物生成作用,体系盐度升高显著(最高>0.8mol kg-1),温度发生一定的升高,天然气水合物稳定带底界逐步升高到约70mbsf,水合物饱和度高.细菌席区孔隙水通量100～2500kg m-2a-1,孔隙水对流作用抑制了盐度升高,同时使体系温度升高显著,模拟的盐度为海水值或略高于海水值(<0.65mol kg-1),同时天然气水合物稳定带底界显著上升到浅层50mbsf以上,甚至可达浅层3mbsf,天然气水合物饱和度较低.而在冒气区,孔隙水通量可达1010kg m-2a-1,经历9min渗漏,通道温度达到流体源区值,通道内无天然气水合物生成.因而,模拟结果表明孔隙水通量越高,孔隙水盐度越低,温度上升越显著,天然气水合物稳定带底界上移越显著,单位面积天然气水合物生成速率也越低,天然气水合物饱和度越小,天然气水合物资源量越小.
- 曹运诚苏正陈多福
- 关键词：温度数值模拟
- 南海北部东沙海域浅层沉积物孔隙水地球化学示踪深部水合物发育特征被引量：3
- 2017年
- 天然气水合物是一种具有广阔前景的清洁能源资源,但目前对海洋天然气水合物预测方法有多种,利用浅层沉积物孔隙水地球化学示踪沉积层深部天然气水合物的方法,可以为海域天然气水合物前期普查提供一个廉价有效的途径。利用南海北部东沙海域D-5、D-8和D-F站位沉积物孔隙水硫酸根离子、溶解无机碳、钙离子和镁离子在剖面上的分布特征,模拟了3个站位甲烷供给通量及天然气水合物可能的发育特征。计算结果表明,D-5、D-8和D-F站位到达甲烷-硫酸根氧化界面的甲烷通量分别为11.97×10^(–3) mol/(m^2·a)、5.98×10^(–3) mol/(m^2·a)和26.45×10^(–3) mol/(m^2·a),天然气水合物形成的最大温度梯度分别为0.058℃/m、0.020℃/m和0.149℃/m,计算的天然气水合物顶界深度分别为海底之下170~197 m、378~386 m和79~98 m,甲烷通量对天然气水合物顶界影响大,温度对天然气水合物发育顶界影响较小。结合研究区似海底反射层发育特征判断,D-5和D-F站位深部沉积层中可能有天然气水合物,D-8站位应该没有天然气水合物发育。
- 丛晓荣曹运诚苏正陈多福
- 关键词：南海北部
- 水合物层下伏游离气渗漏过程的数值模拟及实例分析被引量：7
- 2009年
- 海洋环境中天然气水合物层是理想的毛细管封闭层,游离气被抑制在水合物层下,游离气层的气体压力随气体聚集和气层厚度的增加而升高,当气压超过封闭层的毛细管力时,游离气会克服毛细管进入压力、刺入上伏封闭层孔隙空间,毛细管封闭作用随之消失,从而形成水合物下伏游离气向海底的渗漏.通过对该过程进行的数值模拟计算表明:渗漏气体是以活塞式驱动上伏沉积层中的孔隙水向海底排出,水合物稳定带内流体渗漏速度随水流柱高度的减小而增加,当水流阻抗大于相应沉积层段的静岩压力时,沉积层将转变为流沙,流沙沉积被海流移除后便在海底留下凹陷麻坑.麻坑形成后流体运移通道演化为气体通道,气体快速排放.麻坑深度主要取决于游离气层的厚度和水合物封闭层(底界)的深度,而与沉积层的渗透率无关,麻坑深度一定程度上指示了渗漏前水合物层下伏游离气层的资源量.对布莱克海台海底麻坑深度的数值模拟计算表明,形成4m深的海底麻坑需要至少22m厚的游离气层.
- 苏正曹运诚吴能友Lawrence M.Cathles陈多福
- 关键词：天然气水合物
- 沉积速率对水合物成藏影响数值模拟研究
- 海洋环境水—水合物二相水合物体系受甲烷供给及沉积等作用控制.根据甲烷的质量守恒,建立了海洋环境孔隙水对流作用和溶解甲烷扩散作用及微生物原位产甲烷作用供给甲烷生成水合物及沉积埋藏分解水合物的数值模型,模拟计算不同方式供给甲...
- 曹运诚陈多福
- 沉积作用对甲烷水合物成藏的影响——以布莱克脊ODP997站位为例
- 大陆边缘盆地沉积过程中由于物源供给和构造作用可导致沉积和埋藏速率发生很大的变化,变化的沉积速率控制着埋藏有机质含量和有机质分解速率,以及由沉积作用驱动的孔隙流体运移,进而影响由溶解甲烷迁移和扩散作用,改变海底水合物系统中...
- 郑子涵曹运诚陈多福
- 关键词：甲烷水合物成藏机制沉积速率
- 文献传递
- 孔隙水渗流通量与渗漏天然气水合物分布规律研究
- 曹运诚苏正陈多福
- 关键词：天然气水合物渗漏系统
- 南海西沙和东沙海底冷泉区生物地球化学反应速率及CH4和DIC在海底界面通量
- 冷泉系统中的CH4 主要通过对流和扩散的方式向海底运移,在运移至浅表层沉积物中,CH4 会与海水中向下扩散的SO42-发生甲烷缺氧氧化作用(AOM),转化为溶解无机碳(DIC).一部分DIC 通过自生碳酸盐矿物的沉淀被消...
- 罗敏胡钰陈琳莹曹运诚冯东陈多福
- 南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究被引量：21
- 2014年
- 南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水合物形成演化过程的动力学模型,模型的主控参量为海底沉积速率和水流速率,以此计算了神狐海域天然气水合物聚集演化过程,并与饱和度的盐度测试值进行对比.最后,在研究神狐海域地质构造活动和水合物成藏动力学基础上建立了神狐天然气水合物形成演化模式.认为神狐海域当前的天然气水合物是在上新世末—更新世早期断裂体系水合物基础上继承演化而来的,神狐海域天然气水合物形成演化具有典型的二元模式.第一阶段水合物形成发生在距今1.5Ma之前构造活动形成的断裂体系中,高达50m/ka的孔隙水流动携带了大量的甲烷进入水合物稳定带,导致了水合物的快速生成,在4万年内形成了饱和度达20%的甲烷水合物;第二阶段发生在1.5Ma以来,泥质粉砂沉积使沉积体渗透率骤减,0.7m/ka的低速率水流使甲烷供给不足,在海底浅层新沉积体中无法生成水合物,仅在水合物稳定带底部有缓慢的水合物继承增长,并因此形成了神狐海域当前观测到的水合物产出特征,而且水合物资源量仍在减少.
- 苏正曹运诚杨睿吴能友陈多福杨胜雄王宏斌
- 关键词：神狐海域天然气水合物成藏模式数值模拟
