3.1 沉积物强度的变化
天然气水合物的形成与分解会对海洋沉积物力学性质产生很大的影响。甲烷水合物的形成会提取孔隙中的水和甲烷。孔隙中被提取的流体水和溶解甲烷(在一些情况下为气态)转变为固态的甲烷水合物。固态天然气水合物替换液态水会增加沉积物的强度,同时也会使孔隙度和渗透率降低。大陆边缘沉积物中天然气水合物的形成与冻土带冰的形成效应相似。
相反,当天然气水合物不稳定时,会分解形成水和天然气。固态物质转变成液体(也可能是游离气)会降低沉积物的剪切强度,使沉积物容易被破坏。如果天然气水合物分解释放的天然气超出了气体饱和度,会产生气泡,从而进一步降低了沉积物强度。(https://www.daowen.com)
天然气水合物分解过程也会影响沉积物的孔隙压力[10]。当沉积物的孔隙水已经饱和甲烷时,甲烷水合物的继续分解会使释放到孔隙中的水和气体体积超过原先天然气水合物占有的体积。当沉积物是在较好封闭环境下,压力会增加。而当容许通过流体流动释放压力时体积就会增加。因此,当存在低渗透的沉积层时,天然气水合物分解会导致压力超过静水压力,形成超压。孔隙压力的增加、沉积物体积的膨胀与气泡的发育都可能使沉积物强度变弱。