Главная – Журналы – Криосфера Земли 2024 номер 4

Природные газовые гидраты существуют в пористых средах в условиях повышенных давлений и пониженных температур, включая криолитозону Земли. Особый интерес в исследовании природных газогидратов представляет развитие методов оперативного расчета фазовых равновесий гидратов в грунтовых средах, в том числе равновесного содержания жидкой фазы (неклатратной) воды, которая аналогична незамерзшей воде в мерзлых грунтах. В работе приводятся термодинамические соотношения для расчета содержания неклатратной воды в грунтовых средах при заданных термобарических условиях с использованием экспериментальных данных по зависимости активности поровой воды от ее влажности. Показано, что при фиксированной температуре с возрастанием давления газа содержание неклатратной воды резко уменьшается по степенному закону. Результаты термодинамического расчета хорошо согласуются с измерениями содержания неклатратной воды в грунтовых системах прямым (контактным) методом. Установлено, что при температурах ниже 0 °С содержание неклатратной воды в каолинитовой глине и песчано-глинистых грунтах с повышением давления метана от 2.3 до 11 МПа снижается более чем в 2 раза. Полученные соотношения позволяют проводить пересчет содержания неклатратной воды при переходе от одного гидратообразующего газа к другому, а также данных по температурной зависимости незамерзшей воды от содержания неклатратной воды. Развиваемый подход может быть применен для различных гидратообразующих газов и их смесей.