CN109885962B - 海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于天然气水合物对环境影响的评价技术领域，公开了一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法及系统，通过建立研究区真实的天然气水合物体系分布模型，利用数值模拟方法预测当水合物稳定条件发生变化时，BSR的上移深度，确定水合物分解区域和体积；基于孔压计算模型，并考虑BSR下伏游离气在水合物分解前后随压力发生的体积变化，计算BSR上移后天然气水合物分解造成的沉积物中孔隙超压及有效应力的变化；并以摩尔‑库伦强度准则为指导，采用有限元强度折减法来计算斜坡的稳定性安全系数，从而定量预测稳定条件发生变化时发生的水合物分解是否能够诱发海底滑坡。本发明在其他天然气水合物发育区具有普适性。

Description

海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法

技术领域

本发明属于天然气水合物对环境影响的评价技术领域，尤其涉及一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法。具体涉及一种当天然气水合物稳定条件发生改变而导致水合物稳定底界上移时，计算水合物分解释放的游离气是否能够诱发海底滑坡的数值模拟预测方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

天然气水合物主要存在于海洋浅层沉积物和高原冻土带，由于其存储的巨大资源量和其清洁性，成为未来重要的替代能源，其估算地质储量超过了全球陆地已知天然气地质储量的总和。另外，天然气水合物体系还可能由于其不稳定性和释放的大量甲烷等气体而造成海底地质灾害，以及气候和生态等方面的环境影响和灾害风险。

天然气水合物的稳定性对环境具有很高的要求，主要受温度、压力、盐度、气体组分以及其在孔隙流体中的溶解度等因素影响。因此，在地质历史时期水合物易受到冰期-间冰期旋回气候变化、地热场改变以及海洋中一系列沉积和构造作用(如地震、火山等)的影响，导致水合物系统在不同的时间尺度和构造位置上呈现出不同的动力学反映。当稳定条件改变时，水合物分解会释放出约为自身体积164倍的甲烷和水，从而使沉积物剪切强度降低，孔隙压力升高，造成沉积物的不稳定性，甚至诱发海底滑坡等地质灾害。而海底滑坡还可能毁坏海底工程设施，如石油钻井平台等，威胁海洋工程的安全，造成生命和财产损失。除造成海底地质和工程灾害外，水合物分解释放的甲烷如果进入海水中，与溶解氧发生反应，可导致海洋缺氧，海水酸化，影响海洋生态环境，甚至会造成海洋生物的灭绝；如果甲烷气体迅速而剧烈地释放，还可能进入大气中，短期内使气温大幅度上升，影响全球气候，给全球带来灾难。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)目前国内外针对水合物分解造成海底沉积物失稳、诱发海底滑坡等方面的研究尚处于起步阶段，发表的大量文献虽然阐述了不同地质历史时期的海底滑坡、古气候和古环境灾变事件等均可能与水合物分解、释放大量甲烷有关，但大多以定性研究其诱发因素为主，定量研究和模型研究较少。

(2)前人研究通常假设天然气水合物的均质分布模型，而真实的水合物分布应该是非均质的；

(3)现有技术通常分析假设的一定百分比的水合物分解量是否会诱发海底滑坡，而未考虑引起水合物分解的沉积、海平面下降或热流异常等具体地质事件，以及这些事件造成的水合物稳定底界上移的深度和相应的水合物分解体积。

解决上述技术问题的意义：

本发明通过建立研究区真实的非均质的天然气水合物体系分布模型，利用数值模拟方法预测当水合物稳定条件发生变化时，BSR的上移深度，确定水合物分解区域；在此基础上，对Grozic提出的孔压计算模型进行了修正，考虑了BSR下伏游离气随压力变化而发生的体积变化，来计算BSR上移后天然气水合物分解后的沉积物中孔隙超压及有效应力变化，进而求取斜坡的稳定性安全系数，从而定量预测稳定条件发生变化时发生的水合物分解是否能够诱发海底滑坡。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法。目前研究中存在争议的海域天然气水合物分解是否会诱发海底滑坡的问题，提供一种定量预测的数值模拟方法，来计算在具体天然气水合物发育区，当水合物稳定条件发生变化时(如沉积作用、海平面下降或热流异常导致的地温梯度增大等)，发生的水合物分解是否能够诱发海底滑坡。本发明拟利用地震反演结果、钻测井资料等，建立具体工区天然气水合物体系的真实分布模型，包括坡度、水合物空间分布、沉积物孔隙度、水合物饱和度、下伏游离气空间分布和游离气饱和度；而前人研究多数假设某一水合物分布模型，且多数未考虑下伏游离气的存在。

本发明方法模拟具体沉积过程、热流异常或海平面下降等条件下，水合物稳定底界上移而诱发的水合物分解。而前人研究中经常假设一定百分比的水合物分解量来分析水合物分解对海底稳定性的影响。

本发明是这样实现的，一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法，所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法通过建立研究区的天然气水合物体系分布模型，包括含水合物层和下伏游离气，利用数值模拟方法预测当水合物稳定条件发生变化时，BSR的上移的深度，确定水合物分解区域和体积；

对Grozic提出的孔压计算模型进行了修正，考虑了(1)水合物分解和(2)BSR下伏游离气随压力变化而发生的两种体积变化，来计算BSR上移后天然气水合物分解后的沉积物中孔隙超压及有效应力变化；并以摩尔-库伦强度准则为指导，采用有限元强度折减法计算斜坡的稳定性安全系数，定量预测稳定条件发生变化时发生的水合物分解是否能够诱发海底滑坡。

具体包括：

步骤①：在天然气水合物发育区选择一条具体的海底斜坡剖面，通过对其地震剖面进行解释，识别出代表天然气水合物稳定底界的似海底反射层(BSR:bottom simulatingreflection)及下伏游离气区。

步骤②：根据该剖面或邻区的钻测井信息，结合地震属性或反演结果，确定天然气水合物和下伏游离气的饱和度、垂向分布厚度、横向延伸距离，以及沉积物的孔隙度等参数，从而建立斜坡上天然气水合物和下伏游离气的分布模型。

步骤③：根据研究区的气体组分信息，选择合适的水合物相平衡曲线，对天然气水合物稳定底界进行数值模拟。如对纯甲烷水合物，其相平衡稳定曲线及相关参数可通过以下公式求取(Makogon，1997)：

Log₁₀P_bsr＝aT_bsr ²+bT_bsr+c (1)

式中，P_bsr和T_bsr分别为甲烷水合物的稳定底界处的压力和温度条件；a、b、为经验常数，分别为a＝0.000309℃^-2,b＝0.040094℃^-1and c＝0.478626；

P_bsr＝ρ_sw g H_bsr (2)

式中，ρ_sw为海水密度，ρ_sw＝1028kg/m³，g是重力加速度，g＝9.81m/s²；H_bsr为BSR距离海平面的深度，单位是m；

T_bsr＝T_sb+G(H_bsr–H_sb)＝T_sb+G V_s(TWT_bsr–TWT_sb)/2 (3)

式中，T_sb为海底各点的温度值，可通过World Ocean Database等数据库查询；G为该地区的地温梯度，H_sb为海底的深度，单位是m；V_s为沉积物速度，V_s＝1700m/s；TWT_bsr和TWT_sb分别为BSR和海底的双程走时，单位是s，可通过地震剖面读取；

步骤④：通过公式(1)(2)(3)模拟不同地温梯度背景下的BSR位置，其中，除地温梯度G外其他海水密度、BSR深度、海底各点温度值、海底深度、沉积物速度参数均为确定参数。当模拟BSR与地震解释的BSR拟合程度最好时，认为设定的该地温梯度参数值代表了较符合研究区实际的可靠地温梯度参数。

步骤⑤：通过公式(1)(2)(3)模拟当发生沉积、海平面下降或热流异常(地温梯度增大)等地质过程时，新条件下的天然气水合物稳定底界的位置，即地震上的BSR位置。

步骤⑥，基于步骤②建立的天然气水合物和下伏游离气FGZ的分布模型，对Grozic提出的孔压计算模型进行了修正，考虑了BSR下伏游离气随压力变化而发生的体积变化，来计算BSR上移后天然气水合物分解造成的沉积物中孔隙超压的变化，公式如下：

Δσ＝M*ΔV＝M*(ΔV_GH+ΔV_FGZ)

式中，Δσ为水合物分解后的孔隙超压值的变化；M为岩土压缩模量，ΔV为总体的沉积物体积变化，包括水合物分解导致的体积变化ΔV_GH和下伏游离气在不同压强下的体积变化ΔV_FGZ。

式中，T₂为分解后天然气水合物的平衡温度，单位为K；P₂为分解后水合物的平衡压力，单位为MPa；为孔隙度；S_GH为天然气水合物的饱和度；V_GH为水合物分解前的初始体积。

式中，V_FGZ2为天然气水合物分解后的温压条件下的下伏游离气的体积；V_FGZ为天然气水合物分解前下伏游离气的体积；P_FGZ1为天然气水合物分解前初始温压条件下的下伏游离气的压力值；T₁为天然气水合物分解前的平衡温度；为孔隙度；S_GH为天然气水合物的饱和度；V_GH为水合物分解前的初始体积。综上，水合物分解后的孔隙超压值的变化可表示为：

步骤⑦：假定沉积物与天然气水合物带服从摩尔-库伦强度准则，采用有限元强度折减法来计算斜坡的稳定性安全系数F，当Fs＝1时表示材料处于临界破坏状态。求取F的公式如下：

式中，C为含水合物沉积物粘聚力，τ为抗剪强度，这些参数均可通过沉积物力学特性试验获得；θ为含水合物层的内摩擦角，σ为应力，在天然气水合物分解后，σ＝静水压力-孔隙超压＝P_bsr-Δσ。

步骤⑧：在其他天然气水合物发育区，均可通过步骤①-⑦来预测，当水合物稳定条件发生改变而引起水合物稳定底界上移时，发生的水合物分解而伴生的孔隙超压是否会诱发海底滑坡。

进一步，步骤①中所提到的下伏游离气区并不是在所有地区均发育，需要具体工区具体分析。

进一步，步骤②所述在天然气水合物稳定区内，水合物并非均匀分布，据前人研究多数水合物层分布在稳定底界之上。因此，当BHSZ上移时，仅靠近原来BSR处的水合物分解，释放出大量的甲烷气体和水。

进一步，步骤③中由于天然气水合物主要分布在浅层沉积物质中，故模拟时假定BSR处的压力值为静水压力。

进一步，步骤⑤中当发生沉积、海平面下降或热流异常(地温梯度增大)等地质过程时，之前天然气水合物稳定底界处的温度增大或压力降低，不再符合水合物形成所需的平衡条件，因此BSR会上移。

进一步，步骤⑥的模型假定水合物分解的游离气无法快速在沉积物中逸散，从而产生孔隙高压，1m³的水合物分解产生164.6m³的甲烷气体，气相压力变化符合波义尔定律。

进一步，步骤⑥中，除对水合物分解释放游离气以考虑分析外，还分析对BSR下伏游离气随压力变化而发生的体积变化，进而引起的孔隙压力及沉积物有效应力的变化。

进一步，步骤⑧中所述当选择其他地区来模拟预测时，应选择BSR特征明显，且具有钻测井数据的工区，以获得精确的水合物分布模型，从而有利于定量预测。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测控制系统。

本发明的另一目的在于提供一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测程序，运行于终端，所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测程序实现所述的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端搭载实现所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法的控制器。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明所用的天然气水合物分布模型是在具体工区的剖面上通过地震解释、地震属性和反演结果，以及周边钻测井资料上的基础上建立，更加精确、可靠，为接下来进行的天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测打下牢固基础；

本方法先通过模拟目前的BSR位置得到可靠的地温梯度等参数，再针对具体的地质过程，如沉积、海平面下降或热流异常(地温梯度增大)等，模拟其引起的水合物稳定底界上移(在地震资料上表现为BSR上移)进行模拟预测，与前人研究中直接假设水合物分解量相比更真实，而且能反映引起水合物分解和循环的主控因素；

前人研究水合物分解引起海底滑坡时，多数仅考虑天然气水合物分解所释放的游离气，而未考虑下伏游离气的作用。本方法具体工区具体分析，在游离气发育区也考虑了游离气对孔隙超压的作用；

该方法具有普适性，利用该方法可在其他天然气水合物发育区进行水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测，其预测精确度取决于水合物分布模型及含水合物地层沉积物力学性质的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法流程图。

图2是本发明实施例提供的天然气水合物体系的分布模型，反映了BSR上部水合物层和BSR下伏游离气区的分布特征。

图3是本发明实施例提供的摩尔-库伦破坏准则示意图，反映了内摩擦角与黏聚力是其主要的强度参数。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

目前研究中存在争议的海域天然气水合物分解是否会诱发海底滑坡的问题，提供一种定量预测的数值模拟方法，来计算在具体天然气水合物发育区，当水合物稳定条件发生变化时(如沉积作用、海平面下降或热流异常导致的地温梯度增大等)，发生的水合物分解是否能够诱发海底滑坡。

为解决上述问题，下面结合具体方案对本发明作详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法包括：

步骤①：在天然气水合物发育区选择一条具体的海底斜坡剖面，通过对其地震剖面进行解释，识别出代表天然气水合物稳定底界的似海底反射层(BSR:bottom simulatingreflection)及下伏游离气区。

步骤②：根据该剖面或邻区的钻测井信息，结合地震属性或反演结果，确定天然气水合物和下伏游离气的饱和度、垂向分布厚度、横向延伸距离，以及沉积物的孔隙度等参数，从而建立斜坡上天然气水合物和下伏游离气的分布模型。

步骤③：根据研究区的气体组分信息，选择合适的水合物相平衡曲线，对天然气水合物稳定底界进行数值模拟。如对纯甲烷水合物，其相平衡稳定曲线及相关参数可通过以下公式求取(Makogon，1997)：

Log₁₀P_bsr＝aT_bsr ²+bT_bsr+c (1)

式中，P_bsr和T_bsr分别为甲烷水合物的稳定底界处的压力和温度条件；a、b、为经验常数，分别为a＝0.000309℃^-2,b＝0.040094℃^-1and c＝0.478626；

P_bsr＝ρ_sw g H_bsr (2)

式中，ρ_sw为海水密度，ρ_sw＝1028kg/m³，g是重力加速度，g＝9.81m/s²；H_bsr为BSR距离海平面的深度，单位是m；

T_bsr＝T_sb+G(H_bsr–H_sb)＝T_sb+G V_s(TWT_bsr–TWT_sb)/2 (3)

式中，T_sb为海底各点的温度值，可通过World Ocean Database等数据库查询；G为该地区的地温梯度，H_sb为海底的深度，单位是m；V_s为沉积物速度，V_s＝1700m/s；TWT_bsr和TWT_sb分别为BSR和海底的双程走时，单位是s，可通过地震剖面读取。

步骤④：通过公式(1)(2)(3)模拟不同地温梯度背景下的BSR位置，其中，除地温梯度G外其他参数均为确定参数。当模拟BSR与地震解释的BSR拟合程度最好时，认为设定的该地温梯度参数值代表了较符合研究区实际的可靠地温梯度参数。

步骤⑤：通过公式(1)(2)(3)模拟当发生沉积、海平面下降或热流异常(地温梯度增大)等地质过程时，新条件下的天然气水合物稳定底界的位置，即地震上的BSR位置。

步骤⑥，基于步骤②建立的天然气水合物和下伏游离气FGZ的分布模型，对Grozic提出的孔压计算模型进行了修正，考虑了BSR下伏游离气随压力变化而发生的体积变化，来计算BSR上移后天然气水合物分解造成的沉积物中孔隙超压的变化，公式如下：

Δσ＝M*ΔV＝M*(ΔV_GH+ΔV_FGZ)

式中，Δσ为水合物分解后的孔隙超压值的变化；M为岩土压缩模量，ΔV为总体的沉积物体积变化，包括水合物分解导致的体积变化ΔV_GH和下伏游离气在不同压强下的体积变化ΔV_FGZ。

式中，T₂为分解后天然气水合物的平衡温度，单位为K；P₂为分解后水合物的平衡压力，单位为MPa；为孔隙度；S_GH为天然气水合物的饱和度；V_GH为水合物分解前的初始体积。

式中，V_FGZ2为天然气水合物分解后的温压条件下的下伏游离气的体积；V_FGZ为天然气水合物分解前下伏游离气的体积；P_FGZ1为天然气水合物分解前初始温压条件下的下伏游离气的压力值；T₁为天然气水合物分解前的平衡温度；为孔隙度；S_GH为天然气水合物的饱和度；V_GH为水合物分解前的初始体积。综上，水合物分解后的孔隙超压值的变化可表示为：

步骤⑦：假定沉积物与天然气水合物带服从摩尔-库伦强度准则，采用有限元强度折减法来计算斜坡的稳定性安全系数F，当Fs＝1时表示材料处于临界破坏状态。求取F的公式如下：

式中，c为含水合物沉积物粘聚力，τ为抗剪强度，这些参数均可通过沉积物力学特性试验获得；θ为含水合物层的内摩擦角，σ为应力，在天然气水合物分解后，σ＝静水压力-孔隙超压＝P_bsr-Δσ。

步骤⑧：在其他天然气水合物发育区，均可通过步骤①-⑦来预测，当水合物稳定条件发生改变而引起水合物稳定底界上移时，发生的水合物分解而伴生的孔隙超压是否会诱发海底滑坡。

本发明通过建立研究区的天然气水合物体系分布模型，包括含水合物层和下伏游离气，利用数值模拟方法预测当水合物稳定条件发生变化时(如沉积作用、海平面下降或热流异常导致的地温梯度增大等)，BSR的上移的深度，确定水合物分解区域；在此基础上，修正Grozic提出的孔压计算模型，并考虑下伏游离气在水合物分解前后的体积变化，来计算BSR上移后天然气水合物分解造成的沉积物中孔隙超压及有效应力的变化；并以摩尔-库伦强度准则为指导，采用有限元强度折减法来计算斜坡的稳定性安全系数，从而定量预测稳定条件发生变化时发生的水合物分解是否能够诱发海底滑坡。该方法在其他天然气水合物发育区具有普适性。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法，其特征在于，所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法通过建立研究区的天然气水合物体系分布模型，包括含水合物层和下伏游离气，利用数值模拟方法预测当水合物稳定条件发生变化时，BSR的上移的深度，确定水合物分解区域和体积；基于孔隙压力计算模型，并分析BSR下伏游离气随压力变化而发生的体积变化，计算BSR上移后天然气水合物分解造成的沉积物中有效应力的变化；并以摩尔-库伦强度准则为指导，采用有限元强度折减法计算斜坡的稳定性安全系数，定量预测稳定条件发生变化时发生的水合物分解是否能够诱发海底滑坡；

所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法具体包括

步骤①，在天然气水合物发育区选择具体的海底斜坡剖面，通过对地震剖面进行解释，识别出代表天然气水合物稳定底界的似海底反射层及下伏游离气区；

步骤②：根据剖面或邻区的钻测井信息，结合地震属性或反演结果，确定天然气水合物和下伏游离气FGZ的饱和度、垂向分布厚度、横向延伸距离，以及沉积物的孔隙度参数，建立斜坡上天然气水合物和下伏游离气FGZ的分布模型；

步骤③：根据研究区的气体组分信息，选择水合物相平衡曲线，对天然气水合物稳定底界进行数值模拟；对于纯甲烷水合物，相平衡稳定曲线及相关参数通过以下公式求取：

Log₁₀P_bsr＝aT_bsr ²+bT_bsr+c；

式中，P_bsr和T_bsr分别为甲烷水合物的稳定底界处的压力和温度条件；a、b、为经验常数，分别为a＝0.000309℃^-2,b＝0.040094℃^-1and c＝0.478626；

P_bsr＝ρ_swg H_bsr；

式中，ρ_sw为海水密度，ρ_sw＝1028kg/m³，g是重力加速度，g＝9.81m/s²；H_bsr为BSR距离海平面的深度，单位是m；

T_bsr＝T_sb+G(H_bsr–H_sb)＝T_sb+G V_s(TWT_bsr–TWT_sb)/2；

式中，T_sb为海底各点的温度值；G为地区的地温梯度，H_sb为海底的深度，单位是m；V_s为沉积物速度，V_s＝1700m/s；TWT_bsr和TWT_sb分别为BSR和海底的双程走时，单位是s，通过地震剖面读取；

步骤④，模拟不同地温梯度背景下的BSR位置，除地温梯度G外海水密度、BSR深度、海底各点温度值、海底深度、沉积物速度参数均为确定参数；

步骤⑤，模拟当发生沉积、海平面下降或热流异常等地质过程时，新条件下天然气水合物稳定底界的位置，确定BSR上移后将分解的水合物的体积V_GH；

步骤⑥，基于步骤②建立的天然气水合物和下伏游离气FGZ的分布模型，对Grozic提出的孔压计算模型进行修正，利用BSR下伏游离气随压力变化而发生的体积变化，计算BSR上移后天然气水合物分解造成的沉积物中孔隙超压的变化，公式如下：

Δσ＝M*ΔV＝M*(ΔV_GH+ΔV_FG2)

式中，Δσ为水合物分解后的孔隙超压值的变化；M为岩土压缩模量，ΔVΔV为总体的沉积物体积变化，包括水合物分解导致的体积变化ΔV_GH和下伏游离气在不同压强下的体积变化ΔV_FGZ；

式中，T₂为分解后天然气水合物的平衡温度，单位为K；P₂为分解后水合物的平衡压力，单位为MPa；为孔隙度；S_GH为天然气水合物的饱和度；V_GH为水合物分解前的初始体积；

式中，V_FGZ2为天然气水合物分解后的温压条件下的下伏游离气的体积；V_FGZ为天然气水合物分解前下伏游离气的体积；P_FGZ1为天然气水合物分解前初始温压条件下的下伏游离气的压力值；T₁为天然气水合物分解前的平衡温度；为孔隙度；S_GH为天然气水合物的饱和度；V_GH为水合物分解前的初始体积；水合物分解后的孔隙超压值的变化表示为：

步骤⑦，沉积物与天然气水合物带服从摩尔-库伦强度准则，采用有限元强度折减法计算斜坡的稳定性安全系数F，当Fs＝1时表示材料处于临界破坏状态；求取F的公式如下：

式中，C为含水合物沉积物粘聚力，τ为抗剪强度，这些参数均通过沉积物力学特性试验获得；θ为含水合物层的内摩擦角，σ为有效应力，在天然气水合物分解后，σ＝静水压力-孔隙超压＝P_bsr-Δσ；

步骤⑧，在其他天然气水合物发育区，均通过步骤①-⑦来预测，当水合物稳定条件发生改变而引起水合物稳定底界上移时，发生的水合物分解而伴生的孔隙超压是否会诱发海底滑坡。

2.如权利要求1所述的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法，其特征在于，步骤③天然气水合物模拟时，假定BSR处的压力值为静水压力，且根据具体工区水合物组分特征来选择相应的相平衡稳定曲线和公式。

3.如权利要求1所述的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法，其特征在于，步骤⑤中当发生沉积、海平面下降或热流异常地质过程时，天然气水合物稳定底界处的温度增大或压力降低，BSR上移。

4.如权利要求1所述的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法，其特征在于，步骤⑥中，对水合物分解释放游离气分析外，还分析BSR下伏游离气随压力变化而发生的体积变化，以及引起的孔隙压力及沉积物有效应力的变化。

5.如权利要求1所述的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法，其特征在于，步骤⑧中，当选择其他地区来模拟预测时，选择BSR具有钻测井数据的工区，获得精确的水合物分布模型。

6.一种实施权利要求1所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测控制系统。

7.一种终端，其特征在于，所述终端搭载实现权利要求1～6任意一项所述海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法的控制器。

8.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的海域天然气水合物分解诱发海底滑坡的数值模拟预测方法。