南海北部陆坡热流与天然气水合物赋藏研究

天然气水合物逐渐成为科学界研究焦点,内容包括能源、温室效应以及灾害预防等课题。我国的南海沉积盆地富含有机质烃源岩,气源条件和海底物理条件有利于水合物的生成,尤其2007年在南海发现了样品实物进一步证明了其广阔前景。通过南海北部陆坡获取的127个地热数据,采用静态模式研究其赋存状况。特征指标为天然气水合物的稳定带厚度,主要受控于地温梯度、相变曲线及气源中重烃的组成比例等参数,同时依据南海北部陆坡3种可能气源组成情况计算稳定带厚度分布,对上述参数变化因素影响气水合物量值关系做出解析及数值解释。计算结果表明地热是重要的天然气水合物控制因素,地热数据是天然气水合物重要的寻矿指标。     

我国南海天然气水合物钻探结束

2007年6月12日，随着我国南海北部天然气水合物钻探第二航段工作的结束，中国科学家共在3个站位成功获得天然气水合物实物样品，取心发现水合物的成功率高达60％。     

中国在南海北部成功钻获天然气水合物“可燃冰”

国土资源部中国地质调查局在中国南海北部成功钻获天然气水合物。这是中国海域天然气水合物资源调查获得的重大突破，验证了中国有关基础地质工作的可靠性，证实了中国南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源，也标志着中国天然气水合物调查研究水平一举步入世界先进行列。     

中国在南海北部成功钻获天然气水合物“可燃冰”

国土资源部中国地质调查局在中国南海北部成功钻获天然气水合物。这是中国海域天然气水合物资源调查获得的重大突破，验证了中国有关基础地质工作的可靠性，证实了中国南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源，也标志着中国天然气水合物调查研究水平一举步入世界先进行列。[第一段]     

天然气水合物成因类型及成矿特征与南海北部资源前景

世界上迄今勘查发现的天然气水合物成因类型,根据其烃气源构成及供给特点与成矿特征,可划分为自源生物气扩散型、他源热解成熟气渗漏型以及自源生物气—他源热解气混合型3大类,但目前自然界分布比较普遍的是“自源生物气扩散型”水合物,其他类型天然气水合物由于受烃气源供给及输送通道等条件制约,仅限于存在深部烃气源供给输导系统的局部地区。南海北部深水盆地新生代处于准被动大陆边缘的区域地质背景,具有北部拉张裂陷的大陆边缘性质,其凹陷裂陷深、沉积充填规模巨大,不仅有利于深水油气藏的形成,而且亦是天然气水合物形成与分布的有利区域。初步预测表明该区不但深部具有丰富的深水油气,而且浅层深水海底沉积物中天然气水合物资源潜力巨大。     

天然气水合物研究进展和南海北部勘探前景初探

天然气水合物是当今世界油气地质勘探家们研究的热点 ,亦是新世纪科技界与能源界以及环保界所非常关注的核心主题 ,文章拟就此进行粗略的分析与探讨 ,以期起到抛砖引玉之作用 ,并对南海北部陆缘盆地深水区天然气水合物的前瞻性研究与勘探开发有所裨益 !     

我国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品

广州海洋地质调查局2007年6月13日发布消息称，在我国南海北部天然气水合物钻探航次中我国科学家首次采集到天然气水合物实物样品，证实了在我国南海北部海域蕴藏着丰富的天然气水合物资源，是我国地质史上的一次重要发现。天然气水合物实物样品的获得，证实了我国自1999年以来实施的海域天然气水合物资源调查所获得的地质勘查资料的准确性，     

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格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，进入水昌格结构中的甲烷分子主要是微生物还原沉积极有机质的ＣＯ２而产生的。     

南海海槽等海域天然气水合物资源评价

介绍了南海海槽、富山海槽、日本海东部边缘、Choshi陆架山和种子岛东―日向―纳达等海域的天然气水合物和水合物气的估算值;用体积法计算的这些海域天然气水合物资源量为(4～20)×1012m3,水合物气(天然气水合物中的甲烷)的总量为(20.56～142.3)×1012m3。     

南海北部陆坡天然气水合物沉积成藏特征

指示天然气水合物存在的重要地球物理标志--BSR（似海底反射）在南海北部陆坡晚中新世以来的地层中广泛分布。根据BSR在晚中新世以来3个三级层序地层内的分布特点,结合区域热动力背景、沉积特征（沉积相、沉积速率、含砂率、岩性特征等）和典型沉积体（构造坡折带、滑塌体、沉积物波）的综合分析,系统研究了南海北部陆坡天然气水合物的沉积成藏特征。研究表明,BSR的分布在满足温压、气源的基础上更明显地受沉积体系展布和所处构造部位的控制,气源和温压条件只是影响BSR分布的必要条件而非充分条件。建立了南海北部陆坡典型沉积成藏模式,总结了在陆架、陆坡、陆基上随着水深的增加各种沉积体的分布及其与BSR和水合物稳定带的关系,展示了水合物成藏的典型要素。BSR与构造坡折、深水重力流及等深流沉积密切相关,大多数BSR分布区均位于地貌变化陡峭、地形起伏较大、长期继承性隆升与沉降交汇的黏土质粉砂和粉砂等沉积物中。在陆架三角洲前缘,BSR侧向较连续但延伸距离短,水合物成藏的关键在于深部气源的沟通条件;在陆坡海槽与底辟发育区,BSR受断层与底辟切割往往呈断续分布,沉积物的快速卸载可为水合物的赋存提供较好的沉积储层条件;在陆基至深海区海底扇、浊流、等深流发育的位置,BSR侧向连续延伸距离远,气源主要为浅部生物气,以侧向运移为主。     

南海北部天然气水合物潜在区973-3岩心古菌多样性

海底微生物产甲烷和甲烷厌氧氧化作用对全球甲烷循环有着重要影响。在全球升温的背景下,海底天然气水合物作为地球上的一个巨大甲烷库,具有重要的环境效应。利用基于16S rDNA的分子生物学技术,对南海北部台西南盆地天然气水合物潜在区沉积物中古菌多样性进行了分析,探讨了成岩环境因素对古菌种群分布的影响。结果显示：在973-3岩心20～450 cm深度段,Methanosaeta为优势菌群,所占比例为32.9%;Methanosarcinales在542～870 cm深度段所占比例最高,达到28.3%;Methanomicrobiales在1 075～1 162 cm深度段所占比例高达20.7%。973-3岩心古菌种群分布与甲烷产生、氧化密切相关,预示其下部赋存天然气水合物。973-3岩心成岩环境参数垂向变异与天然气水合物成藏有着明显响应关系：pH值随岩心深度增加而变大,E_h（氧化还原电位）值、盐度和沉积物粒径的变化趋势则相反。973-3岩心与日本海、南海神狐海域等天然气水合物赋存区、非赋存区古菌群落结构明显不同,这是由于pH值、E_h值和沉积物粒径等成岩环境参数对973-3岩心古菌种群分布有着显著影响,故必须深入研究微生物代谢甲烷活动的生态位,以提高古菌群落结构对天然气水合物的指示性。     

一种实用的CO2溶解气驱岩心洗油方法

为了提高岩心的洗油效率,开发了一种实用的CO₂溶解气驱岩心洗油方法。该方法在Stewart设计的CO₂溶解气驱方法的基础上,增加了洗油室抽真空、CO₂预清洗、溶剂回收3个步骤。使用自行研制的DGO-1型CO₂溶解气驱洗油装置,实验考察了新方法的洗油效果。6块不同孔隙度、渗透率的岩心的洗油结果表明,经过6~10次CO₂溶解气驱后,岩心荧光级别均小于3级,孔隙度和渗透率趋于稳定,可满足石油天然气行业标准SY/T 5336-2006的要求,且洗油时间(2~3天)较常规脂肪抽提洗油(2~3周或更长)有大幅度减少。该方法洗油原理清楚,洗油装置简单,易于操作,洗油效率高,清洁环保,推荐作为一种实用方法在岩石物理实验室推广使用。     

南海北部陆坡大型气田区天然气水合物的成藏地质构造特征

南海北部被动大陆边缘是板块活动相对较弱的地区,业已证实是巨大天然气田形成的有利场所,同时也是水合物发育的有利地区。对被动大陆边缘水合物的富集规律研究表明:热解成因天然气水合物在被动大陆边缘占有重要地位,被动陆缘的活动断裂、底辟构造、滑塌堆积、断裂坡折带和海底扇砂体对天然气水合物的富集过程具有重要的控制作用。从南海北部陆坡的研究实例看,断裂坡折带作为重要的疏导系统,有利于天然气向水合物稳定带运移,同时控制着海底扇和滑塌堆积等水合物有利成矿相带。断裂的幕式活动促进热解气体向上渗漏,并在水合物稳定带中形成水合物。在天然气田与天然气水合物的共存区域,可以形成两种类型的水合物:一种是构造渗漏型,它是以高浓度的深部热解气为主、以浅层生物气为辅的水合物;另一种是地层扩散型,这类水合物以低浓度的浅层生物气为主,以深部热解气为辅。     

一种新型CO_2置换CH_4水合物的开采方法

天然气水合物储量巨大,是未来极具开发潜力的清洁能源。CO_2置换法兼具能源开采与温室气体封存的双重功效,但通常CO_2对CH_4的置换速率非常低。为此,结合抑制剂存在条件下CH_4水合物和CO_2水合物具有不同的热力学稳定性这一特点,提出并通过实验证实了一种可用于开采天然气水合物的新方法,它将CO_2置换法与注热力学抑制剂的工艺相结合,实现了CH_4水合物分解过程的加速。通过岩心驱替实验,对比考察了两类3种常见CH_4水合物热力学抑制剂(甲醇、氯化钠和氯化镁)的作用效果。实验结果表明:在甲醇溶液作用下,CH_4水合物分解速率高达0.011 94 mol/h,远高于电解质盐溶液的作用效果(分别为0.000 86 mol/h和0.001 41 mol/h)。选择甲醇溶液作为水合物分解加速剂,通过前期注入甲醇溶液段塞、后期连续注入CO_2的方式,使得CH_4水合物分解率超过92%,且实现了CO_2气体以水合物形式的封存固定,最终CO_2水合物的生成量占到初始甲烷水合物总量的16%~27%。     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏动力学模拟

为进一步了解南海北部神狐海域天然气水合物的成藏匹配条件,利用典型二维地震剖面,构建了该区的地质模型,并对其进行了天然气水合物成藏动力学的模拟。研究结果表明：神狐海域具备天然气水合物成藏的温度、压力条件;生物气和热解气的资源潜力巨大,满足水合物形成的气源条件;运移条件优越,有利于天然气水合物的聚集成藏。并提出了该区天然气水合物的成藏模式。     

南海北部神狐海域含天然气水合物沉积层的速度特征

2007年在南海北部神狐海域对天然气水合物（以下简称水合物）的钻探结果表明,仅依靠似海底反射（BSR）和振幅空白不能揭示沉积层内水合物的赋存状态,不能准确地圈定水合物的分布面积和储层厚度。为准确判定水合物储层情况,对南海北部神狐海域声波测井及地震资料进行了精细分析,研究了含水合物沉积层的声波速度、地震速度的分布特征和变化规律。结果认为：①地震反射剖面上,由于水合物饱和度、厚度增大,引起含水合物沉积层的速度增大而产生上拉构造,其下方同时显示出因低速含气层引起的速度下拉构造,即“眼球状”的速度振幅异常结构;②含水合物层的层速度大小与沉积物孔隙度和水合物饱和度密切相关,水合物饱和度随声波速度升高而上下波动,总体趋势上随声波速度的升高而增高;③在含水合物带内部,高速层呈平行于海底的带状分布,底部速度最高,从底部往上速度逐渐降低;④利用上述特征,结合其他地质和地球物理资料,依据层速度可识别地层中水合物的存在,计算水合物的饱和度,确定含水合物层的厚度、分布范围,并可进一步计算水合物的资源量。     

东沙海区天然气水合物形成及分布的地质因素

分析了东沙海区似海底反射波(BSR)分布区的地质构造特征,以了解水合物的地质构造控制因素.似海底反射波通常被认为与水合物密切相关,主要出现在下陆坡沉积物碎屑流和浊流发育区,邻近在海陆过渡带,也是活动断裂构造密集发育和快速沉积作用(重力流沉积作用)地区.该区位于被动大陆边缘,发育巨厚的沉积物.这些沉积物能够供应大量的流体(天然气和水),在渗透性相对高的碎屑流和浊流沉积物中形成水合物.此外,沿洋陆壳过渡带,岩石圈热结构表现较高的热流值,容易形成似海底反射波.相反,在缺乏似海底反射波分布的广大上陆坡区,较薄沉积作用和构造剥蚀等因素不利于似海底反射波发育和天然气水合物的形成.     

南海北部琼东南盆地天然气水合物气源及运聚成藏模式预测

南海北部琼东南盆地南部深水区流体活动强烈,天然气水合物（以下简称水合物）气源岩类型多,气源供给系统及运聚条件良好,是我国深水水合物资源的重要远景区之一。为深入研究该区水合物的形成条件及资源潜力,根据盆地构造沉积演化及油气地质条件与多年来的油气勘探成果,分析了该区天然气的成因类型和资源潜力;根据高分辨率地震解释资料,重点剖析了气源供给的运聚通道系统与水合物成藏的耦合关系;最后结合水合物成藏地质条件,探讨了水合物的成藏模式。结果表明：①该区热解气和生物气气源充足、资源潜力大,能够为水合物的形成提供充足的烃源供给;②天然气运聚系统较优越,存在生物气源自生自储型、热解气源断层裂隙下生上储型和热解气源底辟及气烟囱下生上储型3种类型的水合物成藏模式;③深水区热解气源下生上储型水合物,其热解气源输送运聚通道主要为断层裂隙和泥底辟及气烟囱所构成的纵向运聚供给系统,其形成展布及优劣,主要取决于构造沉积演化、断裂活动和活跃地质热流体异常侵入活动。