[发明专利]一种多变量条件海底浅层气渗漏模拟装置

说明书

本发明涉及一种多变量条件海底浅层气渗漏模拟装置，包括水舱、注水喷头、蓄水池、供气罐、集气罐、气体分流管、渗漏空心筒、石英砂、模拟室和集气罩，所述注水喷头设置在水舱内部，注水喷头通过注水管与蓄水池连接；所述模拟室设置在水舱内部，设有若干层模拟室，各层模拟室上铺设有石英砂；在石英砂的最表面以上的水舱内部注满水；水舱内部还设有用于收集气体的集气罩，集气罩通过气体传输管与集气罐连接，集气罐用于存储集气罩收集到的气体，集气罩没入水中；所述供气罐与气体分流管连接，气体分流管伸入至渗漏空心筒的内部。本发明通过铺设石英砂模拟海洋海底环境，甲烷作为模拟气体，多变量条件下的海底浅层气渗漏实验的模拟，模拟更准确。

技术领域

本发明涉及浅层气模拟装置技术领域，具体是一种多变量条件海底浅层气渗漏模拟装置。

背景技术

浅层气是指埋藏深度比较浅(一般在1500m以内)、储量比较小的各类天然气资源，因此，许多海底都有浅层气的存在，浅层气可能是浅层生物作用形成的生物成因气，也可能是深部气体沿运移疏导通道进入浅层的热成因气，或是浅层聚集的水合物因温压条件改变而分解所释放产生的气体。

海底浅层地质条件不稳定，浅层气体通常会以扩散或者渗漏的形式向海底运移，进而引起海底浅表层地貌形态的改变。由于海底地质条件复杂多样，气体渗漏对海底地形、地貌的改造效果也不尽相同。其中，海底浅层沉积物的岩性特征、上覆海水的压力、气体渗漏强度、气体渗漏点的位置和渗漏作用持续时间等地质变量对研究浅层气的渗漏特征及对海底微地形、地貌的改造具有重要影响。

在大陆边缘位置的海底海洋沉积物中，温度、压力条件稳定且适宜的区域常会形成天然气水合物。然而，温度、压力条件的改变常会引起水合物稳定域的破坏，导致水合物快速分解并释放出大量的甲烷气体。一方面，这些气体或弥散进入沉积物中或溶解于水中，但大部分逸出海水进入大气，对局部气候环境造成影响；另一方面，水合物分解伴随着气体的急剧膨胀和压力的瞬间释放，对海底浅层沉积物具有明显的改造作用，常形成海底丘状体、海底麻坑、羽状流、海底断裂等典型地质结构。急剧的气体膨胀、泄压释放甚至能引起海底滑塌、海底断裂等地质灾害。因此，对海底浅层气渗漏的模拟具有非常现实意义，特别是对天然气水合物的研究也有着重要的意义。

而现有对海底浅层气渗漏模拟存在许多不足之处：

1、现有的浅层气渗漏模拟基本都是通过对模拟过程中渗漏浅层气的采集回收以分析浅层气在地层渗漏过程中的化学组成和性质变化，而很少着眼于浅层气对海底地形的直接改造过程，也即现有的浅层气渗漏模拟缺乏直观性，不能对浅层气持续渗漏下的状态进行观测，更不能对经改造形成的特殊地质结构进行定量描述；

2、现有的浅层气渗漏模拟基本都是固定、单一控制变量条件下开展浅层气渗漏模拟并且缺乏背景实验(即对照实验)，无法对复杂条件下、多地质变量共同影响下的浅层气渗漏形成系统、全面的认识，也无法进行必要的背景值校正；

3、现有的浅层气渗漏模拟对地层的模拟多采用整体式的，可控变量有限，从而导致模拟结果精度较低，不能真实地反映复杂地质条件下海底地层非均质性的特征。

比如公开号为CN205562141U的中国实用新型专利、公开号为CN104715674A的中国发明专利和公开号为CN101726559A的中国实用新型专利均存在上述的一些不足之处。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的提供一种多变量条件海底浅层气渗漏模拟装置，其能够解决对海底浅层气渗漏模拟的问题。

实现本发明的目的的技术方案为：一种多变量条件海底浅层气渗漏模拟装置，其特征在于：包括水舱、注水喷头、注水管、蓄水池、供气罐、集气罐、气体分流管、渗漏空心筒、石英砂、模拟室和集气罩，所述注水喷头设置在水舱内部，注水喷头通过注水管与蓄水池连接；