木里冻土带天然气水合物赋存区浅层土壤地球化学特征及指示意义

青海省祁连山木里是中国陆上唯一通过钻探发现天然气水合物样品的地区。在木里天然气水合物赋存区开展了土壤油气化探的研究工作,采用了顶空气、酸解烃和蚀变碳酸盐3种烃类检测技术,其中顶空气和酸解烃方法在木里冻土带比较有效,而蚀变碳酸盐方法相对较差。顶空气法提取的游离烃和酸解烃法提取的吸附烃显示：木里天然气水合物赋存区土壤中烃类气体组分复杂,除了主要成分甲烷外,还含有少量乙烷、丙烷、丁烷和戊烷。烃类气体既有热解成因,又有生物成因;气体类型包括油型气、煤成气和生物气。根据甲烷衬度异常图,结合研究区地质资料和发现天然气水合物的钻井资料,认为工区中东部的甲烷高异常区断裂发育,应该是天然气水合物的有利赋存区。     

漠河盆地浅部气体特征及对天然气水合物形成的意义

烃类气源是天然气水合物形成的关键因素之一,气源问题长期困扰着中国东北冻土带的天然气水合物勘探。通过对中国东北漠河盆地4口地质浅井数百个岩心气体样品测试数据的研究可以得出：漠河盆地浅部（地表以下约1 200 m以浅的范围）的烃类气体含量多为10~100 mL/L,个别超过100 mL/L。通常泥质类岩石、破碎带和盆地深部的含气量较高,含碳或碳质泥岩的含气量更高。漠河盆地冻土带浅部主要为生物气;中深部（深度为1 200~2 300 m）可能主要是混合气;深部（深度>2 300 m）应该有热解成因的常规天然气。浅部生物气为漠河冻土带天然气水合物形成的主要气源,这对中国东北地区乃至中国陆域天然气水合物的勘探具有重要意义。     

南海神狐海域天然气水合物成藏系统初探

天然气水合物成藏系统是一个非常复杂的系统，过去的有关研究不多。为此，根据天然气水合物成藏基本条件、浅表层沉积物孔隙水地球化学特征及其所反映的气源和天然气水合物分布特征，结合刚刚结束的南海北部天然气水合物首次实钻采样成果，初步探讨了我国南海北部陆坡神狐海域天然气水合物成藏系统。结果认为：研究区温度、压力和气体组分有利于天然气水合物形成；天然气水合物在空间尺度上不均匀分布，纵向上主要分布于天然气水合物稳定带底界以上一定深度范围内；形成天然气水合物的甲烷气体很可能来源于原地微生物成因甲烷；扩散型原地生物成因甲烷产生低甲烷通量，形成了具有明显不同的分布和饱和度特征的分散型天然气水合物系统。     

天然气水合物中甲烷的地球化学研究

采集了世界各地的水下天然气水合物样品并分析了其中烃类气体成分和甲烷碳同位素组成后认为,进入水晶格结构中的甲烷分子主要是微生物还原沉积有机质的CO_2而产生的。典型的测试结果为:甲烷含量占烃类气体总量的99％以上;甲烷碳同位素组成(δ~(13)C PDB)范围在-57‰～-73‰。仅在墨西哥湾和里海两处发现了主要由热成因甲烷形成的天然气水合物,烃类气体中甲烷含量为21％～97％,甲烷碳同位素值为-29‰～-57‰。少数地区天然气水合物中的甲烷为混合成因,以微生物成因的甲烷为主。在阿拉斯加和俄罗斯的陆上气体水合物中,甲烷含量亦大于烃类气体总量的99％,碳同位素组成则为-41‰～-49‰,这种甲烷也属混合成因,但似乎以热成因的甲烷为主。     

天然气水合物岩心带压转移装置研制与现场试验

天然气水合物对温度压力条件的变化很敏感，温度或压力的扰动会导致烃类气体逸出，固体水合物趋于崩解。因此，在钻探获取天然气水合物岩心后，为将岩心在带压情况下转移和保存，必须配备一套与保温保压取心工具配套的岩心转移装置。在研发保温保压筒与转移仓之间压力平衡和岩心转移技术后，设计了一套采用液压缸拉动与压差推动岩心管相结合的岩心带压转移装置。室内和现场试验证明，带压转移装置控制灵活、耐压能力强、密封性好，能够实现天然气水合物岩心从水合物赋存区向实验室的带压转移，可为国内天然气水合物的自主勘探取样提供技术支撑。      

青藏高原祁连山与乌丽冻土区水合物成藏条件研究

为了探讨青藏高原祁连山和乌丽冻土区天然气水合物成藏条件的异同之处,对其温压场特征、大地构造位置、气源条件等进行了对比分析。结果显示:二者所具有的温压场条件均适合天然气水合物的形成,尤以乌丽冻土区最好;在大地构造位置、沉积地层、气源成因以及保存条件等方面二者却存在着较大的差别,祁连山冻土区构造活动较弱,天然气及天然气水合物的保存条件较好,而乌丽冻土区构造活动较强,持续时间更久,深大断裂更发育,不利于天然气及天然气水合物的保存;祁连山冻土区天然气水合物气源主要为有机成因的烃类气体,而乌丽冻土区钻井岩心和湖水中的气体主要为无机成因的CO2。构造活动与气源成因可能是影响祁连山和乌丽冻土区天然气水合物成藏的主要因素。     

吐哈盆地雁木西油田天然气成因分析

雁木西油田所产天然气在吐哈盆地有一定的特殊性，主要表现为含有一定量的硫化氢气体，部分样品的氮气含量高、甲烷含量低、烃类碳同位素值较重，并且重烃碳同位素值发生了倒转。探讨这些特殊性有助于全面认识吐哈盆地的天然气来源、成因与分布规律等，为此在天然气地球化学特征分析的基础上，结合具体的地质条件对天然气的来源、成因进行了系统地分析并取得了如下认识：①雁木西油田的原油溶解气分布在鄯善群和白垩系油藏中，成因上为腐殖型天然气，由烃类和非烃类组成；②烃类气体由甲烷和重烃组成，不同组分的含量与干燥系数均在较宽的范围内变化，但都表现为湿气特征；③非烃类气体主要由N₂、H₂S、CO₂等组成，其中CO₂含量普遍较低；④烃类气体、部分非烃气体及其伴生的原油主要来自侏罗系烃源岩，部分高含量的氮气为大气来源，硫化氢与深部石炭系海相碳酸盐岩有关；⑤部分天然气遭受了次生变化，烃类碳同位素值偏重、重烃碳同位素值倒转均与细菌的生物降解作用有关。     

基于生烃思路的微生物成因水合物资源量估算——以琼东南盆地西南深水区为例

琼东南盆地深水区的天然气水合物成藏条件优良,是天然气水合物资源有利的勘探远景区。综合底水温度、地热梯度、有机碳含量和沉积速率等资料,分析了该海域范围内天然气水合物稳定带厚度的分布特征,并采用基于运移—反应数值模拟得到的转换函数,对琼东南盆地西南深水区内天然气水合物资源量进行了初步估算。结果表明:生物成因甲烷水合物分布在水深大于600m左右的海底,稳定带最大厚度约300m;微生物成因水合物所蕴含甲烷量达5.7×10~(12) m~3,其中自生自储扩散型天然气水合物远景总量约0.7×10~(12) m~3甲烷气;下生上储渗漏型水合物天然气水合物远景总量约5×10~(12) m~3甲烷气。后者约为原位微生物甲烷水合物资源量的7倍。由此可见,研究区微生物成因天然气水合物的烃类气体以深部运移烃类的供应为主;高效的流体运移通道是控制该区水合物藏富集的重要因素。基于生烃思路的资源量估算方法与通过体积法计算的天然气水合物资源量的数量级(×10~(12) m~3)一致,显示了该方法的有效性。     

中国首次钻获可燃冰,天然气储量约1500×10~8m~3

<正>2013年12月17日,国土资源部在北京举行新闻发布会,宣布中国海洋地质科技人员在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物(又称"可燃冰")样品,并通过钻探获得了可观的控制储量。此次钻获的天然气水合物赋存于水深600~1 100 m的海底以下220 m以内的两个矿层中,上层厚15 m,下层厚30 m,自然产状呈层状、块状、结核状、脉状等多种类型,肉眼可辨。岩心中天然气水合物含矿率平均为45%~55%,其中天然气水合物样品中甲烷含量最高达99%。通过钻探23口探井,控制天然气水合物分布面积55 km2,     

南海北部二氧化碳对天然气水合物形成与分布的影响

南海北部天然气富含CO₂等非烃气体,非烃气体对于水合物既有建设性,也有破坏性。含CO₂的天然气向上运移渗漏到浅层,条件适当时,CO₂可作为碳源,被还原成CH₄,在浅层形成水合物成藏。选取南海北部的几组不同CO₂、N₂含量的气体组分进行的实验表明,含CO₂的天然气形成水合物的温度比纯甲烷水合物要高,致使水合物的赋存深度增加,从而拓展了水合物稳定带的厚度。高含CO₂的天然气藏发生强渗漏并运移至上覆甲烷水合物层时,CO₂可能会置换甲烷水合物中的甲烷,使原有的水合物矿藏遭受破坏或甲烷饱和度下降。      

松辽盆地长岭断陷天然气地球化学特征及气源分析

长岭断陷下白垩统营城组和登娄库组获得高产工业性气流或良好的气显示,生储盖组合配置比较有利,勘探前景十分广阔。在对长岭断陷部分探井天然气样品的化学组分和碳同位素组成特征剖析的基础上,综合多种天然气成因判别标准以及典型图版,探讨了天然气的成因类型,并结合研究区地质背景和烃源岩发育特征,与徐家围子断陷天然气成因加以对比,对其气源进行初步判识。研究结果表明,长岭断陷天然气烃类气体主要为甲烷,重烃含量低,干燥系数大于0.95,处于高成熟—过成熟阶段,烃类气体碳同位素值偏高,并存在同位素倒转现象,非烃气体包括CO2和N2,不同构造带天然气成分差别大。烃类气体属于腐殖型裂解气,CO2以无机成因为主。气源分析表明,研究区烃类气主要来源于沙河子组腐殖型烃源岩的裂解气,其次为营城组,火石岭组或更深层源岩的贡献较小。     

海洋天然气水合物的形成机理探讨

综述了国内外对天然气水合物成因机理的研究现状和天然气水合物的气体成因类型。重点探讨了海底之下天然气水合物的形成机理,提出了强渗漏和弱渗漏系统的概念和分析了基于这两种系统的水合物形成模式和特点。认为:强渗漏系统是指海洋底部由地壳构造活动产生的挤压或拉伸等变形作用,或者由于海洋沉积物的侧向挤压变形作用而出现断层,许多圈闭的烃类气体由此向上渗流并大量漏出,形成较稳定的水合物形成所需的气源,该系统形成的天然气水合物分布集中,储量密度大,具有实际开采价值;弱渗漏系统是指以甲烷为主的烃类气体由微生物和热作用生成后散布于原地的海底之下较为松散的多孔沉积物中,这些沉积物因温压变化可形成天然气水合物,但这类水合物分布分散,不能成藏,不利于开采。另外还探讨了我国南海天然气水合物成藏的可能性。     

天然气水合物成藏条件与富集控制因素

天然气水合物是由烃类气体(主要是甲烷)和水在一定温度、压力条件下形成的一种固态似冰状笼形化合物。与常规油气藏系统不同,天然气水合物成藏的关键因素主要包括天然气水合物稳定条件、水源条件、气源条件、流体运移条件和储集空间条件。天然气水合物的成藏要素决定了天然气水合物稳定带内天然气水合物的产出既非连续也非随机,不同地质背景下的天然气水合物有着不同的分布范围和地质特征。天然气水合物成藏特征和富集控制因素体现在以下几方面:天然气水合物形成与分布受温度和压力条件控制,在天然气水合物稳定带内动态成藏;天然气水合物主要赋存在晚中新世以来松散沉积物中,埋藏深度较浅,通常位于海底0~500m;天然气水合物资源丰度普遍较低,大面积分布、局部富集,存在"甜点"核心区;天然气水合物形成气兼具微生物成因和热成因特征,天然气水合物规模化成藏富集有赖于流体运移;天然气水合物以固态形式赋存,生长和赋存模式多样,存在构造型、地层型和复合型天然气水合物藏。     

珠江口盆地番禺低隆起天然气成因研究

为了给白云凹陷深水区下一步油气勘探提供依据,文章运用多种天然气成因判别方法，对珠江口盆地番禺低隆起10口井38个天然气组分数据和60个稳定碳同位素数据进行了综合分析，认为该区天然气以烃类气体为主，其中甲烷含量占绝对优势，非烃气主要为N₂和CO₂，分布极不均匀；番禺低隆起的烃类气以成熟气为主，具有油型气和煤成气的混合成因特征，且以煤成气为主，其主力气源岩为白云凹陷Ⅱ₂-Ⅲ型干酪根有机质的恩平组泥岩，次要气源岩为白云凹陷Ⅰ-Ⅱ₁型干酪根有机质的文昌组泥岩；非烃气N₂和CO₂主要为无机成因。     

川西坳陷孝泉—新场地区天然气成因类型与运移

以孝泉—新场地区天然气组分、碳同位素及轻烃等地球化学资料为基础,对该区天然气的成因类型及运移特征进行了分析。结果表明,研究区天然气以烃类气体为主,天然气中甲烷含量平均值高于94%,以干气为主。碳同位素资料证实研究区天然气主要为热成因气,且以煤型气为主。同时,天然气碳同位素与组分资料都证实了须二段存在少量的油型气,这部分油型气主要来自须二段早期的石油裂解。研究区上三叠统须二段、须四段天然气甲烷与乙烷含量的差异,主要体现了热成熟作用对天然气组分的影响,侏罗系天然气甲烷与乙烷含量差异,则体现了天然气自中侏罗统向上侏罗统的垂向运移特征。研究区上三叠统须二段、须四段及中侏罗统天然气存在水溶相与游离相两种运移相态,中侏罗统天然气的水溶相强于须二段与须四段,上侏罗统天然气则以游离相运移为主。     

松辽盆地深层天然气成因分析及气源对比——以长岭断陷长深1区块营城组气藏为例

松辽盆地深层天然气勘探前景广阔且已获重大突破,但目前有关其天然气成因的认识尚存在较大分歧。为此,以松南盆地长深1区块下白垩统营城组气藏为例,在综合分析天然气化学组分和天然气的稳定碳、氢、氦同位素的基础上,对天然气地球化学特征进行分析,并进一步开展了气源对比研究。从化学组成上来看,营城组天然气属于低N2、高CO2含量的干气。从成因类型上来看,烃类气体主要为高成熟的腐殖型气,甲烷碳同位素值偏重的主要原因是受到气体扩散作用的影响,同时也略受无机成因烃类气混入的影响;高含量的CO2则为岩浆-幔源成因气。最后,依据δ13C1-Ro相关关系、C7系列化合物分布特征及实际地质分析,判定下白垩统沙河子组烃源岩是营城组天然气的主要气源岩。     

神狐海域08CF7岩心沉积物的自生矿物特征及其对甲烷渗漏的指示

神狐海域是南海北部深水油气和天然气水合物的重点研究区域。为评价该区冷泉活动与天然气水合物分布情况,利用神狐海域08CF7岩心沉积物,对其自生矿物组成及其碳同位素进行测定,并观察自生矿物形貌特征,结合沉积物岩性特征及研究区地质构造背景,探讨了沉积物中的自生矿物及其碳同位素组成对该区泥火山构造背景下的甲烷渗漏活动及其甲烷厌氧氧化的指示意义。研究表明:在08CF7岩心埋深188cm以上和以下的沉积物中,自生矿物的组成、含量和碳同位素值均有明显差异,188cm以下的特殊沉积段可能反映了该区泥火山构造背景,自生碳酸盐矿物属于冷泉成因,其形成指示了海底甲烷渗漏及甲烷厌氧氧化(AOM)过程。进而提出了利用细粒组分的自生矿物及碳同位素组成识别AOM的方法,该方法有助于我国南海渗漏型天然气水合物的探查工作。     

与火山-热液作用有关的海洋天然气水合物

天然气水合物中烃类主要有生物成因和热解成因,然而随着水合物勘探开发的不断深入,分布于洋底、洋陆过渡带或拉张裂谷区与火山-热液作用有关的天然气水合物的发现则表明,海洋天然气水合物很可能存在第三种类型:无机成因天然气水合物。实验模拟表明,洋底岩石蛇纹石化可生成无机成因的天然气水合物,实际中我们在缺少沉积物的洋底和沉积物有机碳含量低(<0.5%~1.0%)的大陆边缘发现了与火山-热液有关的天然气水合物。因此,今后天然气水合物勘探开发中应特别重视寻找与火山-热液有关的天然气水合物。      

日本南海海槽东部天然气水合物产出与富集特征

根据日本南海海槽东部天然气水合物钻探与综合大洋钻探计划研究成果，分析总结了该区天然气水合物形成的地质背景与赋存特征。南海海槽区作为构造活动强烈的会聚式大陆边缘，大型增生楔与断裂系统十分发育，富含重力流沉积物。特别是该海槽北部向陆斜坡水深2 000 m以浅海域，发育一系列弧前盆地，盆地内第四系未固结沉积物广泛分布，沉积速率较高，为水合物的形成提供了良好的环境。水合物钻探取心分析揭示，南海海槽东部天然气水合物为Ⅰ型结构，水合物分解气中甲烷组分占比普遍高达99.9%以上，甲烷碳同位素分析显示为典型的生物成因气。水合物主要以孔隙填充型产出，优先选择在富砂层中富集，富砂层段水合物饱和度一般为50%~60%，可高达80%~90%，泥质层中水合物饱和度极低。      

克拉苏构造带天然气地球化学特征研究

克拉苏构造带天然气的化学组分分析结果表明克拉苏构造带天然气以烃类组分为主，甲烷含量为96．5％～98．5％，几乎不含大于乙烷的烃类组分，非烃含量少，干燥系数几乎接近1．0，组分偏干。根据碳同位素系列分布判断出克拉苏构造带天然气为有机成因的天然气，并且甲烷和乙烷碳同位素值的差值较大；重烃碳同位素明显偏重，并且有微弱的“倒转”现象；利用V型图版、乙烷碳同位素分布特征和演化程度判断出克拉苏构造带天然气为高温裂解气。根据δ^13C2等于-29‰为煤型气和油型气的区分标准可知克拉苏构造带天然气属于煤型气。利用δ^13C1～R。关系式确定克拉苏构造带的天然气属于高-过成熟天然气。