2025年1月,课题组文章“Molecular Dynamics Simulation Study on the Gas Hydrate Formation in Pores of Sediment”被Marine and Petroleum Geology(SCI中科院二区TOP期刊,IF=3.70)接收,钟杰教授为第一作者,博士生吕笑焱为第二作者,张军教授为文章通讯作者。
天然气水合物广泛存在于永久冻土和海底沉积物中。先前研究表明,水合物储层中的天然气水合物并非完全饱和。本研究通过分子动力学模拟,发现在水合物储层形成的初始阶段,外部的CH4可在高压下渗入沉积物孔隙,在孔隙前沿形成气液界面。随后水合物晶核在气液界面附近形成,并逐渐向孔隙壁方向生长。在孔隙前沿形成的水合物对水合物的后续生长过程起着不同的作用。在强亲水性孔隙中,水合物与孔隙壁之间吸附一层牢固的水膜,它是阻碍CH4从气源向孔隙内部转移的关键微结构。因此,孔隙内的大量水无法转化成水合物晶核。随着孔隙亲水性的降低,水合物和孔隙壁之间形成气膜。CH4可以突破气膜流入孔隙内,而孔隙中的水则流出。这种对流传递促进水合物在弱亲水性孔隙中不断成核。总而言之,本研究为了解不同润湿性储层中天然气水合物的形成提供了理论依据。
