入侵渗透
自由气体在沉积物中移动必须首先克服进入压力，然后找到阻力最小的路径。通常毛细力大于粘性力，因为流动非常缓慢，所以最好的路径是通过介质连接最大的咽喉，无论它可能是长而曲折的。这种通过孔隙和咽喉网络的流动的数学概念被称为渗流理论(Sahimi 1994)。它与流体流动，特别是石油和天然气运移的相关性是明显的，并已被利用(Sahimi 1995;Wagner et al. 1996以及其中的参考文献)。这些研究主要针对砂岩载体层，但对于细粒沉积物的原理是相同的(图6)。
如果深层气源存在超压，则会产生定向平流流量，有助于或改变油气运移方向(参见Bjorkum等人，1998年)，特别是如果头降集中在低渗透层(Mandl 1981年)。Chapman(1983)从石油地质学的角度讨论了这种情况，Hindle(1997)详细介绍了这种流动的建模方法。如果气体聚集在较粗的层中，则可能出现高饱和度，在这种情况下，压力驱动的气体和水的流量可以根据a计算相对渗透率曲线(Klusman 1993)。不饱和细粒沉积物对水的渗透性通常比水饱和情况低两个或多个数量级(Corey 1994)。然而，在细沉积物中，特别是靠近水合物区(Claypool and Matava 1999)，很可能气体不会聚集在如此高浓度的流动相中，因此气体相对渗透率的概念是没有意义的。
当气体饱和度下降到临界水平以下时，它不会形成连续的、能够通过浮力运动的细柱，而是在较大的孔隙体中形成孤立的气泡雾，并形成被称为残余神经节的分离气体斑块(Lowy and Miller 1995)。这些不太可能被超压产生的适度水压梯度所分离。唐纳森等人。
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- (a) (b)
图6。临界限制非线性流动现象。入侵渗流:(a) Furuberg et al.(1996)在珠阵上进行的排水实验，(b)气体通过泥岩运移的动态入侵渗流模型(Impey et al. 1997)。裂缝流动，(c)向裂缝注水unlithified(a . j . Bolton和M.B. Clennell，未发表的结果)，(d)带歇斯底里开关的电路。共同特征是明显的:脉动流，流动事件的规则循环，周期加倍，在实验中脉冲之间的间隔减少了一半。更高的通量会使系统陷入混乱(见Acheson 1997)。
图6。临界限制非线性流动现象。入侵渗流:(a) Furuberg et al.(1996)在珠阵上进行的排水实验，(b)气体通过泥岩运移的动态入侵渗流模型(Impey et al. 1997)。裂缝流，(c)向裂缝化的未岩化泥浆注水(A.J. Bolton和M.B. Clennell，未发表结果)，(d)带滞后开关的电路。共同特征是明显的:脉动流，流动事件的规则循环，周期加倍，在实验中脉冲之间的间隔减少了一半。更高的通量会使系统陷入混乱(见Acheson 1997)。
(1998)表明，在有连续水流的含水层中，溶解氧的分散运输可以通过将气体隔离到这些被困气泡中而被显著抑制。在压实沉积物中，毛细管气体密封的压力有助于维持超压(Hovland和Judd 1988, Shosa和Cathles 1996, Kuo 1997, Revil等人1998)。
沉积物的捕获能力显然取决于具有最高毛细管进入压力的层的连续性(见Ho和Webb 1998)。薄层泥浆与厚层泥浆一样可以有效地封堵两相流(Watts 1987)，但薄层泥浆不能阻止甲烷的扩散输送。气体可以在毛细管屏障的一侧溶解，在不超过进入压力的情况下，通过细沉积物层扩散而通过，并通过另一侧的消失而重新出现(Miller 1980)。如果上面的气泡可以通过浮力移开，那么这个过程就可以无限地继续下去。
此外，气泡可以沿流动路径的某些位置解离，并最终合并成横跨毛细管屏障的细柱，而不必发生从底部到顶部的连续入侵渗流过程(Li和Yortsos 1995)。气泡串甚至不需要完全合并就能大大增强传输(图7)。
完全饱和:
仅在液相中扩散，低通量
完全饱和:
仅在液相中扩散，低通量
不饱和:
气泡中扩散跳跃，高通量
不饱和:
气泡中扩散跳跃，高通量
图7。悬链线运输(Heard 1994)。甲烷可以通过被充满水的孔隙隔开的充满气体的气泡链扩散，这个过程被称为悬链线输送。虽然气泡本身是静止的，但它们允许甲烷和水从全球化学势的高通量到全球化学势的低通量。
平流运移的甲烷量和纯扩散通量都受到孔隙水中甲烷饱和度低的限制。当我们试图预测这些通量时，上面讨论的机械和毛细管对饱和度的影响是至关重要的。过饱和溶液中的过量气体可以通过平流通过喉道自由移动，这将阻止相同气体以气泡形式的运输。如果由于毛细管过饱和，在细层中有更多的气体处于溶液中，其化学势将有一个梯度，有能力将扩散通量推向正常饱和或欠饱和区域。另一方面，如果孔隙压力由于机械扰动而下降，则气体会被释放并困在新的孔隙或裂缝中。
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