摘要：现有的天然气水合物（以下简称水合物）成藏模拟装置侧重于合成少量均相水合物或含水合物沉积层，受制于装置体积，而某些影响因素如地温梯度等难以在室内实验中再现。为此，提出了建立水合物成藏大型三维物模实验系统来解决相关问题的技术思路。首先通过调研分析，确定了系统的设计指标：最大工作压力为32MPa，模拟地温梯度介于3～6K／100m，可再现自然界扩散、渗漏、原位3种水合物成藏机理。据此建立了物模实验系统：①系统主体高压反应釜容积为196L，内置30个PT100温度传感器、30个电阻率探测电极、16对声偶极子，构成覆盖整个沉积层的传感器点阵；②系统可在海底和陆地水合物成藏典型温压条件下模拟多种天然气供气方式，考察水合物的动态生成行为，以及成藏后新鲜海水循环下的水合物动态演化行为。试运行结果表明：该系统满足设计指标中提出的各项要求，实验流程可确保安全、稳定、长期运行；传感器经过标定后，可以准确测定各个物理量。最后，通过测定实验介质的多项物性参数值，进一步验证了该系统的可行性和可靠性。

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