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为深入了解深部上升流体供应甲烷的海底沉积环境中天然气水合物的形成和聚集过程，综合沉积作用、深部上升甲烷流体的对流和扩散作用、甲烷溶解度控制水合物形成等物理过程，建立了天然气水合物形成过程的数学模型，研究水合物在空间和时间尺度上的形成过程。模型通过3个无量纲参数（沉积压实引起的孔隙流体对流与扩散的比率Pe1、深部流体向上对流传输与扩散的比率Pe2、深部上升流体的甲烷含量Cm,est^1），形象地描述了天然气水合物在海底沉积中的聚集过程。数值模拟研究表明，天然气水合物首先在稳定带内上部某一位置形成，随后由于沉