李彥龍 孫海亮 孟慶國(guó) 劉昌嶺 陳 強(qiáng) 邢蘭昌

1. 自然資源部天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·青島海洋地質(zhì)研究所 2. 青島海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢） 工程學(xué)院 4.中國(guó)石油大學(xué)（華東）信息與控制工程學(xué)院

0 引言

通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M儲(chǔ)層中天然氣水合物（以下簡(jiǎn)稱(chēng)水合物）的合成—分解過(guò)程及其物性演化規(guī)律，是揭示野外實(shí)際水合物儲(chǔ)層響應(yīng)規(guī)律的重要途徑[1-2]。針對(duì)水合物成藏—開(kāi)采過(guò)程中儲(chǔ)層物性參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)逐漸成為水合物室內(nèi)模擬的重要研究方向之一[3]。其中，電阻率是指示儲(chǔ)層中水合物賦存位置、估算水合物資源潛力的重要參數(shù)之一[4-9]。目前基于電阻率參數(shù)評(píng)價(jià)沉積物體系中水合物生成/分解規(guī)律的通常做法如下：①在沉積物內(nèi)部安裝測(cè)量電極，通過(guò)電極測(cè)量的局部電阻率近似表示整個(gè)沉積物內(nèi)部的平均電阻率變化規(guī)律[10-12]；②在沉積物內(nèi)部多點(diǎn)設(shè)置測(cè)量電極，基于多點(diǎn)電極測(cè)量結(jié)果，應(yīng)用數(shù)學(xué)插值法近似計(jì)算沉積物內(nèi)部不同區(qū)域的電阻率，從而獲取沉積物內(nèi)部的電阻率場(chǎng)分布規(guī)律[13-14]。

上述方法已在水合物合成—電阻率參數(shù)響應(yīng)機(jī)理研究方面取得了突出成效，但是其測(cè)量結(jié)果仍然受制于以下兩種因素的制約：①內(nèi)置于沉積物內(nèi)部的電學(xué)參數(shù)測(cè)量探頭或多或少對(duì)沉積物產(chǎn)生干涉，因而測(cè)量結(jié)果受干擾程度較大；②內(nèi)置式多點(diǎn)電阻率測(cè)點(diǎn)獨(dú)立工作，采用多點(diǎn)測(cè)量結(jié)合數(shù)學(xué)插值方式近似反演沉積物內(nèi)部電場(chǎng)變化規(guī)律需要大量的測(cè)點(diǎn)內(nèi)置，然而這在實(shí)際有限的反應(yīng)釜尺寸條件下是不可能的。電阻層析成像（ERT）技術(shù)作為一種無(wú)損、非侵入式的在線觀測(cè)手段，可以有效彌補(bǔ)上述測(cè)量擾動(dòng)[15-16]，因而在水合物合成、分解過(guò)程在線指示方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[17-19]。Walsh[20]在無(wú)沉積物、氣—水流動(dòng)條件下初步驗(yàn)證ERT技術(shù)能夠定性識(shí)別反應(yīng)釜內(nèi)水合物的生成與否；德國(guó)亥姆霍茲波茨坦中心基于SUGER計(jì)劃初步建立了能夠應(yīng)用于沉積物中水合物空間分布觀測(cè)的ERT觀測(cè)裝備及方法[21-22]，并開(kāi)展了水合物空間分布觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，但詳細(xì)的數(shù)據(jù)反演方法與具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未見(jiàn)報(bào)道。

筆者利用天然海灘砂為沉積物介質(zhì)，引入ITS電阻層析成像測(cè)試儀，通過(guò)自主研發(fā)配套的高壓低溫控制系統(tǒng)，模擬初始飽和鹽水沉積物中水合物的合成過(guò)程，通過(guò)電阻層析成像測(cè)試結(jié)果觀測(cè)水合物在沉積物截面上的生成位置和非均質(zhì)性，以期為巖心尺度的沉積物介質(zhì)中水合物分布規(guī)律在線監(jiān)測(cè)提供新的技術(shù)手段，并為水合物成藏過(guò)程模擬提供支撐。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及材料

圖1 水合物電阻層析成像模擬裝置流程圖

水合物電阻層析成像原位監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的基本流程圖如圖1所示?；贗TS層析成像儀，研發(fā)了水合物模擬實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用高壓反應(yīng)釜、氣體供給系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)及測(cè)量系統(tǒng)。氣體供給系統(tǒng)主要由高壓甲烷氣瓶、增壓泵、質(zhì)量流量控制器等組成，用于向高壓反應(yīng)釜中注入合成水合物所需的甲烷氣體；高壓反應(yīng)釜本體由耐壓尼龍制成，在耐壓尼龍反應(yīng)釜內(nèi)壁的同一高度安裝16個(gè)金屬測(cè)量電極，其均勻分布構(gòu)成電阻層析成像測(cè)量電極組件。反應(yīng)釜外圍包裹真空保溫層并封裝測(cè)量系統(tǒng)所需的ITS測(cè)量電極，反應(yīng)釜內(nèi)部規(guī)格為 ?50 mm×360 mm，耐壓 15 MРa。

該裝置中ITS測(cè)量電極組件安裝在反應(yīng)釜內(nèi)壁高程2/3的位置，是主要的測(cè)量單元，測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)16芯高壓低溫電纜與ITS層析成像采集儀及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理單元連接。實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，利用相鄰2個(gè)電極注入電流，然后測(cè)量其他14個(gè)電極每相鄰2個(gè)電極之間的感應(yīng)電壓值，因此1次激勵(lì)能夠獲得電極所在平面不同位置處的104個(gè)電壓值。利用不同位置處的電壓換算得到不同位置的電導(dǎo)率分布值，利用線性反投影算法[23-24]獲取電阻層析成像測(cè)量電極所在截面的二維電導(dǎo)率分布圖像，進(jìn)而通過(guò)相關(guān)的地球物理模型推斷水合物在沉積物截面上的生長(zhǎng)和分布規(guī)律。

本實(shí)驗(yàn)采用純度為99.99%的甲烷氣體合成水合物，采用天然海砂模擬水合物賦存介質(zhì)，沉積物粒徑為0.05～0.85 mm，其中以中細(xì)砂（粒徑為0.1～0.5 mm）為主（比例超過(guò)93%），粒度中值D50=0.31 mm。手動(dòng)壓實(shí)條件下測(cè)算松散沉積物孔隙度為41%[25]，采用質(zhì)量濃度為2.5%的NaCl溶液模擬孔隙水。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1）試漏、安裝儀器，然后稱(chēng)量900 g經(jīng)過(guò)洗凈、烘干處理的沉積物樣品；加入質(zhì)量濃度為2.5%的NaCl溶液飽和，溶液中不添加任何水合物生成促進(jìn)劑/抑制劑。將沉積物與鹽水溶液充分混合攪拌后，在過(guò)飽和狀態(tài)下裝入反應(yīng)釜內(nèi)部并適當(dāng)壓實(shí)，密閉靜置24 h，用針管抽取沉積物上部析出的鹽水溶液，使起始條件下沉積物含水飽和度為100%；沉積物填裝過(guò)程中保證其上端面距反應(yīng)釜上端蓋內(nèi)壁面保留4 cm的氣相空間。

2）開(kāi)啟溫控系統(tǒng)降溫，設(shè)置系統(tǒng)溫度為1 ℃，同時(shí)記錄飽和鹽水沉積物平均電阻率（電阻率層析成像電極測(cè)量結(jié)果的平均值）隨溫度的變化規(guī)律，待沉積物內(nèi)部溫度降低至1 ℃時(shí)，持續(xù)控溫穩(wěn)定6 h，使沉積物內(nèi)部溫度盡可能均勻分布。

3）開(kāi)啟反應(yīng)釜下部注氣口，緩慢注氣，使沉積物內(nèi)部形成由下向上的氣體滲流通路并排出氣相空間的殘留空氣，緩慢向反應(yīng)釜增壓至8 MРa；關(guān)斷供氣管路，在靜置狀態(tài)下觀察水合物的生成過(guò)程。

4）與步驟3）同步調(diào)整ITS測(cè)量系統(tǒng)層析成像參數(shù)（在本實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)調(diào)試結(jié)果設(shè)置層析成像系統(tǒng)注入電流值為15.08 mA），采集系統(tǒng)溫度、壓力、電導(dǎo)率參數(shù)并通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)再現(xiàn)。

5）當(dāng)壓力降低到某一恒定值并維持恒定時(shí)，表明該溫、壓、鹽度條件已不足以進(jìn)一步生成水合物，再次向反應(yīng)釜中注入甲烷氣體至8 MРa；當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)部壓力遠(yuǎn)高于水合物相平衡壓力且維持長(zhǎng)期（10 h）不變時(shí)，認(rèn)為水合物生成完畢，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 初始實(shí)驗(yàn)條件

水合物合成過(guò)程中設(shè)置溫控系統(tǒng)的溫度為1 ℃，向反應(yīng)釜加壓至8 MРa。為驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，開(kāi)展多組重復(fù)試驗(yàn)，取其中1組進(jìn)行分析。在降溫階段，實(shí)驗(yàn)觀察到a—a截面的電導(dǎo)率分布規(guī)律基本一致且不斷降低（電阻率升高）。降低至設(shè)定溫度值（1 ℃）穩(wěn)定6 h（常壓），按實(shí)驗(yàn)步驟3）注氣至8 MРa，注氣前后a—a截面的電導(dǎo)率分布規(guī)律見(jiàn)圖2。由圖2可知，注氣前沉積物內(nèi)部電導(dǎo)率均勻分布，再次證明ITS系統(tǒng)測(cè)量參數(shù)的可靠性。注氣后，a—a截面電導(dǎo)率分布圖像出現(xiàn)明顯的不均勻分布。這是因?yàn)闅怏w從反應(yīng)釜下端蓋中央的注氣口注入沉積物的過(guò)程中，釜內(nèi)氣體沿沉積物中央氣體通道向上滲漏，并逐步發(fā)生徑向擴(kuò)散，推動(dòng)沉積物孔隙中的鹽水向上排出至沉積物上部氣相空間，導(dǎo)致沉積物電導(dǎo)率整體降低。注氣結(jié)束后氣—水不均勻分布導(dǎo)致沉積物內(nèi)部電導(dǎo)率場(chǎng)非均質(zhì)分布，氣體主要分布在中央氣體滲流通道。圖2-b中注氣結(jié)束時(shí)刻沉積物內(nèi)部的氣—水分布規(guī)律即為整個(gè)實(shí)驗(yàn)的起始條件，是識(shí)別后期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水合物在沉積物中生長(zhǎng)規(guī)律的基礎(chǔ)。

圖2 注氣前后沉積物a—a截面上的電導(dǎo)率分布圖像

2.2 沉積物平均電阻率響應(yīng)規(guī)律

水合物生成過(guò)程中反應(yīng)釜內(nèi)部平均水合物飽和度、平均壓力、a—a截面平均電阻率及NaCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%條件下甲烷水合物的相平衡壓力曲線如圖3所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中壓力變化趨勢(shì)，可將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程劃分為A～Н共8個(gè)時(shí)間子區(qū)間。在第一注氣階段（A～D）：經(jīng)過(guò)短暫誘導(dǎo)期（A區(qū)間，0＜t≤4 h）后沉積物內(nèi)部氣壓開(kāi)始平緩下降（B區(qū)間，4＜t≤147 h），沉積物內(nèi)部逐步有水合物生成，水合物生成速率較慢；進(jìn)入子區(qū)間C（147＜t≤165 h）后壓力下降速率明顯增大，最后當(dāng)釜內(nèi)壓力逼近水合物生成的相平衡壓力條件時(shí)趨于穩(wěn)定（子區(qū)間D，165＜t≤175 h）。在第二注氣階段，壓力變化規(guī)律呈現(xiàn)出明顯的“快速下降—緩慢下降—快速下降—穩(wěn)定”的雙臺(tái)階式下降趨勢(shì)。

圖3 水合物合成過(guò)程中反應(yīng)釜內(nèi)平均物性參數(shù)變化曲線圖

隨著水合物的生成，沉積物體系平均電阻率呈上升趨勢(shì)，但不同時(shí)刻的上升幅度差異巨大，尤其是在子區(qū)間C后期平均電阻率快速震蕩抬升。這說(shuō)明含水合物沉積物平均電阻率的變化取決于水合物合成的排鹽效應(yīng)和水合物生成兩個(gè)方面。排鹽效應(yīng)導(dǎo)致沉積物電阻率降低，而水合物生成則導(dǎo)致沉積物電阻率升高。因此在水合物生成前期，平均電阻率波動(dòng)較小可能受水合物合成速率的影響：假設(shè)平均電阻率的變化量是單位時(shí)間內(nèi)水合物生成導(dǎo)致的電阻率升高值（dρh）與因排鹽效應(yīng)導(dǎo)致的電阻率降低值（dρs）共同作用的結(jié)果，那么在水合物生成速率較低條件下，dρh≈dρs，因此沉積物平均電阻率波動(dòng)幅度不大，這與李小森等[13]基于去離子水觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，卻正好驗(yàn)證了水合物生成及其排鹽效應(yīng)對(duì)沉積物電學(xué)參數(shù)的雙重控制作用。水合物生成速率對(duì)平均電阻率的影響也可以從第二注氣階段（E～Н）得到驗(yàn)證。

在第二注氣階段（E～Н），反應(yīng)釜內(nèi)部壓力出現(xiàn)雙臺(tái)階下降模式（多次試驗(yàn)均觀察到類(lèi)似現(xiàn)象），即在E區(qū)間（175＜t≤192 h）、 G區(qū)間（219＜t≤228 h）釜內(nèi)壓力出現(xiàn)2次大幅下降，伴隨著沉積物平均電阻率的快速升高；而在壓力快速下降（E區(qū)間）末期或壓力平穩(wěn)階段（F區(qū)間，192＜t≤219 h）初期，平均電阻率則表現(xiàn)出一定量的回落趨勢(shì)，然后維持穩(wěn)定。造成上述現(xiàn)象的原因可能是：水合物在沉積物中非均勻生成，在快速生成階段消耗了局部孔隙水，局部孔隙水鹽度迅速升高，導(dǎo)致局部相平衡壓力上升，因此無(wú)法繼續(xù)快速合成水合物，從而使沉積物內(nèi)部壓力降低速率減緩（如子區(qū)間F）；在沉積物內(nèi)部鹽度差、水飽和度差異作用下孔隙水重新分布，造成沉積物內(nèi)部孔隙水鹽度重新分布，達(dá)到相平衡條件后，再次進(jìn)入快速生成階段（G區(qū)間）；最后當(dāng)孔隙水消耗量增大到不足以稀釋局部孔隙水時(shí)，無(wú)法繼續(xù)合成水合物，反應(yīng)釜內(nèi)部壓力維持長(zhǎng)期恒定（Н區(qū)間，228 ＜ t≤ 270 h）。

特別地，在圖3所示的D、F、Н區(qū)間初期，雖然反應(yīng)釜內(nèi)壓力沒(méi)有明顯變化（即此階段無(wú)水合物生成），但是a—a截面的平均電阻率卻在發(fā)生實(shí)時(shí)變化。這說(shuō)明與水合物合成過(guò)程相比，沉積物內(nèi)部的排鹽效應(yīng)表現(xiàn)在電阻率變化上有一定的滯后性。在水合物快速生成階段，沉積物局部孔隙中的氣—水結(jié)合生成水合物，鹽離子析出，但析出的鹽離子只有在沉積物內(nèi)部孔隙水重新分布后才會(huì)對(duì)沉積物整體電阻率產(chǎn)生影響。即：水合物快速生成消耗了a—a截面的孔隙水，電阻率增大，而鹽離子結(jié)晶析出并留在原位，隨著時(shí)間的推移，其他低鹽度部位的孔隙水向a—a截面擴(kuò)散，溶解a—a截面的鹽離子，導(dǎo)致a—a截面的電阻率下降。因此，這種表觀上的“滯后效應(yīng)”是沉積物內(nèi)部鹽離子、孔隙水傳質(zhì)過(guò)程的滯后所引起的。

下文將通過(guò)水合物合成過(guò)程中沉積物體系截面電導(dǎo)率層析成像規(guī)律進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)論。

2.3 沉積物內(nèi)部水合物非均質(zhì)分布規(guī)律

由上述可知，盡管受排鹽效應(yīng)的影響，沉積物平均電阻率在水合物合成過(guò)程中會(huì)有一定的波動(dòng)，但總體呈上升趨勢(shì)，即當(dāng)前鹽度條件下沉積物體系的總體電阻率值受水合物合成本身的絕對(duì)控制，電阻率與水合物飽和度呈一定的正相關(guān)關(guān)系[26]。因此，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某一時(shí)刻的電導(dǎo)率場(chǎng)圖相對(duì)于起始條件下沉積物體系電導(dǎo)率場(chǎng)圖（圖2-b）的偏差，一方面可以用于指示水合物生成位置，另一方面可用于識(shí)別壓力穩(wěn)定階段沉積物內(nèi)部的傳質(zhì)過(guò)程。為此，分別截取A～Н等8個(gè)時(shí)間區(qū)間典型時(shí)刻a—a平面的電導(dǎo)率層析成像分布結(jié)果，計(jì)算該時(shí)刻電導(dǎo)率圖像相對(duì)于圖2-b所示的起始條件的偏移程度（圖4），其中正偏移量越大，指示局部水合物生成量越多。

整體而言，隨著水合物生成量的增大（時(shí)間的延長(zhǎng)），a—a平面的電導(dǎo)率趨于降低。但不同區(qū)域的電導(dǎo)率變化幅度表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性，這表明水合物在沉積物內(nèi)部的生成過(guò)程具有明顯的非均質(zhì)性：在時(shí)間子區(qū)間A，電導(dǎo)率異常區(qū)沿氣體徑向擴(kuò)散外圍呈明顯的斑點(diǎn)狀隨機(jī)分布特征，一方面指示沉積物中水合物優(yōu)先成核區(qū)域受氣—水分布的影響，優(yōu)先在氣水接觸面形成，另一方面說(shuō)明氣水分布規(guī)律一致的沉積物中水合物成核具有一定的隨機(jī)性。在B～C區(qū)間（4＜t≤165 h），a—a平面整體電導(dǎo)率始終降低，且電導(dǎo)率偏移量較大的位置集中在優(yōu)先成核區(qū)域周?chē)?，并在壓力降低末期（圖4，t＝164 h）發(fā)生電導(dǎo)率偏移位置的轉(zhuǎn)移，這表明在第一注氣階段，盡管水合物的優(yōu)先成核區(qū)域沿氣—水接觸面呈現(xiàn)隨機(jī)分布特征，但是壓力消耗過(guò)程中水合物的生長(zhǎng)位置在發(fā)生實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)移，再次證明排鹽效應(yīng)導(dǎo)致的鹽離子濃度差異對(duì)水合物合成過(guò)程具有明顯的影響。

在D區(qū)間，沉積物體系平均壓力維持穩(wěn)定，但a—a截面電導(dǎo)率值總體不降反增，此即前文所述的排鹽效應(yīng)對(duì)沉積物體系平均電阻率影響的滯后效應(yīng)：在壓力降低階段，水合物合成過(guò)程與排鹽效應(yīng)同步進(jìn)行，導(dǎo)致局部區(qū)域鹽度升高，抑制水合物的進(jìn)一步生成，鹽離子濃度差異導(dǎo)致水合物生成位置發(fā)生轉(zhuǎn)移； 在壓力穩(wěn)定階段初期，水合物合成過(guò)程停止，但沉積物體系內(nèi)部仍然在進(jìn)行實(shí)時(shí)的物質(zhì)傳輸過(guò)程，即沉積物體系內(nèi)部孔隙水在鹽度差作用下的重新分布及鹽離子的析出—再溶解過(guò)程。另外，子區(qū)間D末期電導(dǎo)率層析結(jié)果正偏移位置發(fā)生改變，是由于在174.0～174.5 h區(qū)間再次向反應(yīng)釜內(nèi)注入甲烷氣體，引起孔隙中氣—水分布規(guī)律改變?cè)斐傻?。上述現(xiàn)象在t＝228 h和t＝273 h時(shí)刻電導(dǎo)率偏移量分布圖的對(duì)比中表現(xiàn)得尤為突出，說(shuō)明沉積物中水合物飽和度越高，水合物生成對(duì)鹽離子運(yùn)移通道的阻塞作用更加突出，導(dǎo)致壓力穩(wěn)定后鹽離子的重新分布速率變緩。

圖4 典型時(shí)刻a—a截面電導(dǎo)率場(chǎng)相對(duì)于起始條件的偏移量分布圖

雖然排鹽效應(yīng)促使沉積物中水合物生長(zhǎng)位置不斷發(fā)生改變，但從水合物飽和度分布規(guī)律的角度分析，截面整體電導(dǎo)率正偏移量呈現(xiàn)出明顯的環(huán)狀分布特征，指示水合物在沉積物截面中的環(huán)帶狀分布特征。結(jié)合圖2-b所指示的起始?xì)狻植家?guī)律及t＝4 h時(shí)沉積物截面水合物成核區(qū)域的分布特征，說(shuō)明沉積物中氣—水非均質(zhì)分布特征是沉積物中最終水合物飽和度非均質(zhì)分布的決定因素，水合物在氣—水接觸面大量生成并富集，然后逐漸向儲(chǔ)層外圍擴(kuò)展。

此外，從圖4的電導(dǎo)率場(chǎng)偏移量分布圖中可以，在正偏移量最大的局部區(qū)域周?chē)?，始終存在圍繞該區(qū)域的電導(dǎo)率負(fù)偏移區(qū)域或正偏移量極小區(qū)域。導(dǎo)致這種正偏移量梯度的主要原因可能是：局部水合物快速合成過(guò)程中，排出孔隙中的鹽離子，導(dǎo)致鹽離子在水合物快速生成區(qū)域外圍富集，導(dǎo)致電導(dǎo)率負(fù)偏移區(qū)域或極小正偏移區(qū)域的存在。當(dāng)壓力穩(wěn)定時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，鹽離子和孔隙水重新分布，負(fù)偏移區(qū)域（或極小正偏移區(qū)域）逐漸消失（如t＝273 h）。

3 結(jié)論

1）水合物合成過(guò)程中，沉積物體系平均電阻率的變化受排鹽速率和水合物生成速率2個(gè)因素的影響。當(dāng)水合物生成速率較低時(shí)，沉積物排鹽效應(yīng)造成的電阻率降低值與水合物合成造成的電阻率升高值相抵消，電阻率波動(dòng)幅度較??；當(dāng)水合物生成速率較高時(shí)，相較于水合物合成，沉積物內(nèi)部排鹽效應(yīng)對(duì)沉積物體系平均電阻率的影響存在明顯的滯后效應(yīng)，這主要是由于沉積物中的孔隙水、鹽離子重新分布滯后效應(yīng)造成的。特別是當(dāng)水合物飽和度較高時(shí)，水合物的繼續(xù)生成會(huì)阻塞鹽離子遷移通道，增強(qiáng)排鹽效應(yīng)對(duì)平均電阻率變化影響的滯后程度。

2）水合物合成過(guò)程中不同區(qū)域的電導(dǎo)率偏移量變化幅度表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性，指示水合物在沉積物內(nèi)部的生成過(guò)程具有明顯的非均質(zhì)特征。起始條件下沉積物中氣—水非均質(zhì)分布特征是導(dǎo)致沉積物中最終水合物飽和度非均質(zhì)分布的決定因素，而水合物合成過(guò)程中排鹽效應(yīng)導(dǎo)致的沉積物內(nèi)部鹽離子濃度空間分布差異是促進(jìn)水合物大量合成的局部位置不斷改變的控制因素。

3）本研究在二維電阻層析成像條件下初步證明，電阻率層析成像技術(shù)在指示沉積物體系中水合物合成位置、生成量及其伴隨的孔隙內(nèi)部傳質(zhì)過(guò)程中具有良好的優(yōu)勢(shì)，可為水合物成藏過(guò)程的可視化評(píng)價(jià)提供支撐。針對(duì)不同類(lèi)型水合物成藏過(guò)程的測(cè)試要求和特點(diǎn)，探索大尺寸全三維電阻層析成像測(cè)試技術(shù)，是提高水合物成藏過(guò)程可視化描述精細(xì)程度、揭示多類(lèi)型水合物成藏機(jī)理的重要發(fā)展方向。