Formación de Metastabilidad de Hidratos de Gas en Poros en Sedimentos Congelados: Evidencia Experimental
Autores: Chuvilin, Evgeny; Davletshina, Dinara; Bukhanov, Boris; Mukhametdinova, Aliya; Istomin, Vladimir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Hidratos de gas
Auto-preservación
Sedimentos congelados
Presión
Temperatura
Disociación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El permafrost ártico y las zonas de estabilidad de hidratos pueden evolucionar hacia condiciones que permitan a los hidratos de gas permanecer metastables durante mucho tiempo debido a la auto-preservación a profundidades de 150 m. El comportamiento de los hidratos de gas relictos (metastables) en sedimentos congelados está controlado externamente por la presión y la temperatura, y internamente por las propiedades de las partículas de hidrato y los sedimentos. La sensibilidad de la disociación y la auto-preservación de los hidratos de gas en los poros a diferentes factores se investiga en experimentos de laboratorio. Las observaciones se centran en los cambios dependientes del tiempo en la saturación de hidrato de metano en muestras de arena congelada cuando la presión cae por debajo del equilibrio de fase en el sistema gas-hidrato-hielo. La preservación de los hidratos de gas en los poros en estas condiciones depende principalmente de la saturación inicial de hidrato y hielo, el contenido de arcilla y mineralogía, la salinidad y la textura de los sedimentos, que afectan el tamaño, la forma y la distorsión de la estructura de las inclusiones de hidrato. El mecanismo de auto-preservación funciona bien con altos contenidos iniciales de hielo y hidrato en los poros, baja salinidad, porcentajes relativamente bajos de partículas de arcilla, temperaturas por debajo de -4 grados C y presiones por debajo del equilibrio. Las mediciones de resonancia magnética nuclear (RMN) revelan cantidades considerables de agua de poro no congelada en sedimentos congelados que pueden mantenerse durante varios días después de la caída de presión, lo que controla los procesos de disociación y auto-preservación. Los hidratos de gas metastables en arena congelada pueden ocupar hasta el 25% del espacio poroso, y su disociación al descongelarse el permafrost y las caídas de presión pueden liberar hasta 16 m de metano a la atmósfera por cada 1 m de permafrost que contiene hidratos.
Descripción
El permafrost ártico y las zonas de estabilidad de hidratos pueden evolucionar hacia condiciones que permitan a los hidratos de gas permanecer metastables durante mucho tiempo debido a la auto-preservación a profundidades de 150 m. El comportamiento de los hidratos de gas relictos (metastables) en sedimentos congelados está controlado externamente por la presión y la temperatura, y internamente por las propiedades de las partículas de hidrato y los sedimentos. La sensibilidad de la disociación y la auto-preservación de los hidratos de gas en los poros a diferentes factores se investiga en experimentos de laboratorio. Las observaciones se centran en los cambios dependientes del tiempo en la saturación de hidrato de metano en muestras de arena congelada cuando la presión cae por debajo del equilibrio de fase en el sistema gas-hidrato-hielo. La preservación de los hidratos de gas en los poros en estas condiciones depende principalmente de la saturación inicial de hidrato y hielo, el contenido de arcilla y mineralogía, la salinidad y la textura de los sedimentos, que afectan el tamaño, la forma y la distorsión de la estructura de las inclusiones de hidrato. El mecanismo de auto-preservación funciona bien con altos contenidos iniciales de hielo y hidrato en los poros, baja salinidad, porcentajes relativamente bajos de partículas de arcilla, temperaturas por debajo de -4 grados C y presiones por debajo del equilibrio. Las mediciones de resonancia magnética nuclear (RMN) revelan cantidades considerables de agua de poro no congelada en sedimentos congelados que pueden mantenerse durante varios días después de la caída de presión, lo que controla los procesos de disociación y auto-preservación. Los hidratos de gas metastables en arena congelada pueden ocupar hasta el 25% del espacio poroso, y su disociación al descongelarse el permafrost y las caídas de presión pueden liberar hasta 16 m de metano a la atmósfera por cada 1 m de permafrost que contiene hidratos.