1.一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将干沉积物平均分n次装入反应釜并每次击实m次直至填满圆柱体反应釜,利用称重法获得此时沉积物的孔隙体积和孔隙度;(2)取和步骤1同样重量的干沉积物和水混合,所用水的体积按照预设的初始水饱和度乘以由步骤1得到的孔隙体积获得,然后将混合物按照步骤(1)的填装方式填入圆柱体反应釜内获得试样;多组温度-压力传感器探头被插入试样中,每一对温度-压力传感器探头为一组,用于监测所处位置的温度压力变化,多组温度-压力传感器探头在试样径向和轴向上均匀分布;测温-加热探针沿着试样顶面的轴心插入,贯穿整个试样;(3)将反应釜降温至设定温度并静置不低于12h,然后向反应釜内充注可生成水合物的气体至气体水合物相平衡压力以上;(4)将多组温度-压力传感器探头与数显设备相连接,待反应釜内压力下降、温度上升时认为水合物生成,待压力在12小时内下降不高于0.01kPa时认为水合物生成结束,即获得含水合物的沉积物试样;(5)将恒定的电流I和电压U输出到测温-加热探针上使其温度升高,实时记录测温-加热探针温度T和温度-压力传感器探头测得的压力P和温度T随时间的变化;待试样温度达到稳定后关闭电流电压输出设备;1)利用式(1)、(2)计算试样各测点处水合物状态Δp=p-e a (1)a=-1.94138504464560×10 5 +3.31018213397926×10 3 *(T+T d )-2.25540264493806×10 1 *(T+T d ) 2 +7.67559117787059×10 -2 *(T+T d ) 3 -1.30465829788791×10 -4 *(T+T d ) 4 +8.86065316687571×10 -8 *(T+T d ) 5 ) (2)式中,p和T是试样内各温度-压力传感器探头测得的各测点压力和温度;T d 是与沉积物内的盐度有关参数,当海水盐度为3.5%时T d 取为0.98K;通过Δp判断沉积物内水合物的状态,当测点处的Δp>0时,此处的水合物仍然处于稳定状态,没有分解;当测点处的Δp=0时,此处的水合物正在分解过程中;当测点处的Δp<0时,此处的水合物已经不存在,被完全分解;2)结合计算得到的水合物状态,按照如下方法处理获得水合物饱和度分布;a)加热升温开始前,测点处的Δp>0;加热开始后Δp逐渐减小,捕捉各测点Δp=0对应的时刻t 1 和时刻t 1 的测温-加热探针的温度;继续加热,直至Δp<0,记录时刻t 2 和时刻t 2 的测温-加热探针的温度,此时含水合物沉积物的温度压力低于水合物相平衡,水合物完全分解,利用公式(3)计算各测点的沉积物导热系数即热线法;式中,l是测温-加热探针的长度,I是电流强度,A;U是输出电压,V;π为圆周率;T 1 和T 2 分别时刻t 1 与t 2 所对应的测温-加热探针的温度,K;L为水合物分解吸收的热量,kJ/kg;ρ h 是气体水合物的密度,是一个已知的定值,kg/m 3 ;b)利用式(4)计算t 2 时刻沉积物等效导热系数;式中,λ s 是沉积物颗粒的导热系数,由沉积物颗粒的成分决定,是一个已知量,W/m/k;λ w 和λ g 分别是水和气体的导热系数,也是已知量,W/m/k;根据水合物的水合反应方程式:N H H 2 O+CH 4 =CH 4 ·N H H 2 O (5)式中,N H 是水合数,取定值;在t 2 时刻,水合物完全分解为气体和水,假设沉积物内原有的水合物饱和度为s h0 ,那么其完全分解后产生的气体和水的饱和度分别如下式(6)和(7)计算得到式中,ρ w 是水的密度,kg/m 3 ;气体密度由 计算得到,kg/m 3 ;M w 是水的摩尔质量分数,g/mol;M h 是水合物的摩尔质量分数,g/mol;M g 是甲烷气体的摩尔质量分数,g/mol;所以式(4)计算得到t 2 时刻沉积物内水合物分解完成时体系的导热系数如下所示:式中,孔隙度 初始水饱和度s w0 都在制取水合物试样时获得;c)联立式(3)和(8),计算得到所有测点处的水合物饱和度,即得到沉积物内所有水合物饱和度分布;