气体水合物中甲烷的地球化学特征

通过对气体水合物样品中烃类气体组分和甲烷碳同位素组分的检测,表明自然界中存在Ⅰ型、Ⅱ型和Ｈ型３种类型的气体水合物,在水合物结构中甲烷客体分子主要源自沉积有机质中ＣＯ２的微生物还原作用,也存在热成因甲烷,少数地区为微生物成因和热成因混合甲烷,微生物成因甲烷总是占优势。     

墨西哥湾陆坡的喷出气体及气体水合物：气体水合物分解所产生的影响

气体水合物是象冰一样的结晶物质，烃类和非烃类气体赋存于水分子晶格内。分布于墨西哥湾和其它海盆中的Ｉ型构造的气体水合物通常是细菌作用成因的甲烷水合物，贫13C、Ⅱ型和 H型气体水合物在墨西哥湾水深约540 m处共存。Ⅱ型气体水合物主要成分一般是C1-C4碳氢化合物（甲烷－异丁烷），而Ｈ型则主要由C1-C5碳氢化合物组成（甲烷－异戊烷）。与简单的细菌成因的甲烷水合物相比，由于热成因的气体水合物是由不同性质的碳氢化合物分子共存于晶体格子中，故保存了更为复杂的成因和稳定性信息。温度、压力及形成气体水合物的气体组成是决定…     

墨西哥湾西北部陆坡处气体水合物资源的估价

目前 ,美国的Ｍｉｌｋｏｖ等对墨西哥湾西北部陆坡处气体水合物资源进行了估价。根据地质背景、水深、气体水合物稳定带之间的相互关系 ,他们估算了该处的气体水合物储集层的体积。赋集于墨西哥湾西北部陆坡处气体水合物的产状模式有两种类型 :①处于构造比较集中的小型盆地边缘处的热成因和细菌成因的气体水合物 ;②在小型盆地内部的浸染细菌成因的甲烷水合物。构造聚集处的气体水合物估计含有８～１１×１０１２ ｍ３ 的Ｃ１-Ｃ５ 碳氢化合物（标准温压条件下） ,这表明它可为将来的经济开采提供一个重要的指标。在小型盆地内细菌成因甲烷…     

美国能源部甲烷水合物研究计划简介

美国能源部（ＤＯＥ）Ｍｏｒｇａｎｔｏｗｎ能源技术中心（现在的联邦能源技术中心,ＦＥＦＣ）资助的始于１９８２年的甲烷水合物十年研究计划,发现了阿拉斯加Ｋｕｐａｒｕｋ油气田存在水合物;完成了近海１５个含水合物盆地的研究;建立了从水合物中通过减压和加热生产天然气的生产模型;成立了水合物和沉积物测试实验室。该计划由于某些原因,后被取消。８０年代以来,由于一些国家政府的关注、科学家的呼吁、气体水合物的新发现和全球气候变暖与全球碳循环中气体水合物的作用与影响等因素,使甲烷水合物重新引起美国政府的重视。１９９…     

用~(129)I测定孔隙水体的年龄:与海洋气体水合物成因的关系

气体水合物是能源和温室气体潜在的巨大来源。最新调查表明，气体水合物在大陆坡普遍存在，而且水合物中甲烷的能源当量很可能超过所有已知原油和天然气储量的总和。海洋气体水合物通常由圈闭在水冰晶格中的甲烷组成，一般发现于海底以下（bsf）200～500 m之间海洋沉积物的特定深度范围内。在地震剖面上，气体水合物稳定带的底部由一强反射层――似海底反射层（BSR）指示。在BSR之下常见游离甲烷气体，但其浓度显著低于气体水合物中的甲烷。气体水合物的成因与形成已成为越来越多的研究中的焦点。尽管通常假定气体水合物与海洋沉积物中有…     

截然不同的3个天然气水合物区域通过海底的CH4通量:对大洋和大洋化学的影响

在全球甲烷储库中甲烷水合物的作用缺乏充分的评估,因为人们对甲烷通过海底表面进入大洋和大气过程中的搬运以及在水柱中作为营养剂消耗的程度所知甚少。在3个截然不同的气体水合物环境中,在甲烷羽中或其附近采集孔隙流体和水柱样品,分析甲烷、溶解有机碳（DIC）、硫化物/硫酸盐、     

第四纪间冰段期间甲烷水合物不稳定性的碳同位素证据

极地冰核证明大气甲烷（ＣＨ４）的大规模变动与以千年和十年为周期的第四纪大气旋回有关。间冰期和间冰段最初几十年期间气温急剧变暖与大气ＣＨ４ 快速增长是一致的。人们认为 ,大气ＣＨ４ 的快速增加是由于在降雨量很大的热带湿地中有较多的ＣＨ４形成所致。然而 ,大量的湿地不太可能在海平面低水位期形成足够多的ＣＨ４ 以解释大气甲烷的快速增长率。大气ＣＨ４ 的另一潜在来源是甲烷（气体）水合物（在高压、低温和充足气体浓度的条件下由水和ＣＨ４ 在沉积物中形成的固体）。大量的ＣＨ４（１×１０１９～２×１０１９ｇ）以气体水合…     

珠江口盆地东部海域天然气水合物成藏气源特征探讨

通过钻探,在珠江口盆地东部海域获取了天然气水合物实物样品,在5个取心站位目标层段进行了保压取心,获取了水合物岩心释放气样品,同时在13个层段获取了水合物分解气体样品。钻探取心的5个站位都在航次现场选择层段制备了顶空气样品。所有气体均进行了气体组成与同位素分析,结果表明:水合物气体组成以甲烷占绝对优势,甲烷含量96.5%～99.8%;乙烷含量极少,为(175～554)×10~(-6),未检测出C_(2+)以上烃类气体。水合物气体甲烷碳-氢同位素分析测试结果表明,δ~(13)C_(1 )为-68.4‰～-71.2‰,δDC_1为-182‰～-184‰,据此判识水合物气体成因类型为生物成因气。水合物气源成因类型与水合物产出形态没有直接关系,多种产出类型的水合物可能与储层发育及形态特征有密切联系。主要气源位于1000m以内的浅地层中,主要以侧向运移方式运移至稳定域有利部位形成水合物。     

墨西哥湾西北部陆坡气体水合物资源评价

气体水合物是一种似冰状的结晶物质 ,烃类和非烃类气体赋存于水分子笼形格架内。全球海底气体水合物储集层可能含有２×１０１４（Ｓｏｌｏｖｉｅｗ，２０００）～７．６×１０１７ ｍ３（Ｄｂｒｙｎｉｎ等，１９８１）的甲烷。目前 ,在墨西哥湾西北部陆坡水深４４０～＞２４００ｍ处采集了５０个热成因和细菌成因的气体水合物样品。通过活塞柱状取样和科学考察深潜器 ,研究者已经从海底取到细菌成因Ⅰ型构造的甲烷水合物和热成因Ⅱ型和Ｈ型的气体水合物。近年来 ,ＧＯＭ (墨西哥湾 )深水区已经成为对石油勘探具有重要意义的地区。１９９９…     

来自MITI南海海槽钻井气水合物中的甲烷的成因

一口研究甲烷水合物的探井由ＭＩＴＩ（国际贸易和工业部）和南海海槽近陆端钻探。水深９４５ｍ ,ＢＳＲ出现在海底以下３００ｍ深处。除了可见气水合物以外 ,孔隙水中氯化物含量异常表明气水合物出现在海底以下２００～２７０ｍ的３个不连续区间（１～１０ｍ厚）。２２个沉积物气样在１６８～３２０ｍ之间由头空取样方法采集。气体由ＰＴＣＳ（保压保温岩心取样器）采集。进一步的沉积物气样在１９９７年由ＭＩＴＩ井站位北北西方向２００ｍ和４００ｍ的２口调查井采集。甲烷和二氧化碳碳同位素成分和烃类成分表明甲烷系由ＣＯ２ 的细菌产…     

北极大陆边缘沉积物中深水和浅水气体水合物欠稳定之证据

用地球物理方法探测到北极大陆边缘水合物稳定带内（HSZ）气体水合物的分解情况，高频地震探测的地层结构和纵波传播速度已经改变了水合物稳定带恒定不变的传统概念，其结果表明在两个方面：（1）浅水区不稳定的水合物可向大气排放大量的甲烷；（2）暗示深水区气体水合物不稳定，导致斜坡欠稳定，并释放甲烷进入大气圈，引起温室效应。     

用玻璃质微模型方法肉眼观察气体水合物在合成孔隙介质中的形成和分解

微模型试验可以提供独特的方法直接观察孔隙规模下的气体水合物性质。本文提供了在具有粗颗粒孔隙介质的玻璃质微模型中对水合物形成和分解进行肉眼观察的初步结果。初次试验是用水溶性水合物生成的四氢呋喃（ＴＨＦ）在大气压下进行的。此后 ,先从甲烷的游离气泡中形成了笼状物 ,然后在６．５ＭＰａ（１０００ｐｓｉａ）的压力下从饱含ＣＯ２的水中也形成了笼状物。ＴＨＦ形成了ＩＩ型结构水合物 ,而甲烷和ＣＯ２ 均形成Ｉ型结构水合物（Ｓｌｏａｎ ,１９９８）。关于微模型的粒度指标和相应的沉积类型见表１。表１微模型的指标试验体系模…     

海底天然气水合物中细菌的甲烷氧化作用：其对极端环境中生命的意义

天然气水合物是一种类似冰状的结晶固体,晶体中烃和非烃气体被水分子的刚性构架所封存。因为是由细菌的甲烷水合物（结构Ⅰ）和复杂的热成天然气水合物（结构Ⅱ和Ｈ）二者构成,所以墨西哥湾陆坡的天然气水合物在全球环境中是非常典型的。结构Ⅱ水合物和结构Ｈ水合物含有...     

根据压缩波和剪切波的速度估算JAPEX／JNOC／GSCMallik2L—38气体水合物研究

本文利用压缩波（Ｐ波）和剪切波（Ｓ波）井下测量,估算了ＪＡＰＥＸ／ＪＮＯＣ／ＧＳＣＭａｌｌｉｋ２Ｌ－３８气体水合物研究井沉积物孔隙中所含原地气体水合物的含量。文中将用来关联未固结沉积物孔隙中的气体水合物含量与地震波速度增加之间关系的加权方程及由层组密度测井得到的孔隙度,应用珐声波测井中,权重（Ｗ）为１．５６和指数（n） 为１时,Ｓ波和Ｐ波测井所估算的气体水合物含量值一致。孔隙中气体水合物含量最高达８     

沉积物中水合物含气量测定方法

建立了沉积物中水合物含气量的测定方法;测定了人工松散沉积物中甲烷水合物、南海神狐海域及祁连山冻土区天然气水合物样品的含气量;计算了样品的表观水合指数(水与气体的摩尔比);探讨了水合物含气量的影响因素.测试结果表明,人工甲烷水合物样品表观水合指数与晶体水合指数相近,样品中水合物的浓度大,含气量较高;南海神狐海域及祁连山冻...     

天然气水合物气体成因及其来源

天然气水合物中烃类气体主要有微生物和热因两种，应用天然气水合物烃类气体的C1／（C2＋C3）比值以甲烷的δ^13C同位素组成可以较好地区分气体成因，而甲烷的δD同位素组成可以用于判别CO2还原或醋酸根发酵的微生物成因方式。根据CH4以及CO2的δ^13C同位模式计算以及孔隙水的Br^-含量可以推测天然气水合物的气体来源。     

大洋蛇纹岩化无机成因甲烷水合物稳定带底界模拟

随着深海调查研究的不断深入,发现大洋基性和超基性岩与水相互作用可发生蛇纹岩化作用产生无机成因甲烷等烃类气体,可能在大洋区海底形成水合物。为评估大洋蛇纹岩化无机成因甲烷水合物生成热力学条件及水合物稳定带分布特征,本文利用实测的原位温度、水深等条件,结合甲烷水合物-水-游离气三相平衡温压条件,计算了马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山、北大西洋Fram海峡超慢速扩张脊和Lost City慢速扩张脊3个不同地质构造环境的蛇纹岩化发育的大洋区海底环境甲烷水合物稳定带底界,并对其水合物发育潜力进行了评估。研究表明马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山和北大西洋Fram海峡超慢速扩张脊满足天然气水合物发育的热力学条件,可能发育有甲烷水合物,相应的水合物稳定带底界深度分别约为858～2 515和153～232 mbsf。大西洋Lost City喷口附近发育甲烷水合物可能性较小。     

钻孔岩心游离气对天然气水合物成因的指示意义

中国是世界上少数几个同时在海域和陆域冻土区取得天然气水合物找矿突破的国家,这为我国天然气水合物成矿气源研究提供了良好的研究条件。本文通过对南海神狐海域及祁连山冻土区不同层位、不同赋存状态的水合物气体数据进行分析,研究了各层位烃类气体的地球化学特征,并探讨其成因。研究结果表明,海域和陆域钻孔岩心游离气与水合物气具有基本一致的气体组分特征和同位素特征,表明气体成因类型相同。同一钻孔中,气体随埋深不同表现出不同的气体组分特征,甲烷碳同位素显示负偏,均表明气体存在垂向运移。岩心游离气对水合物成因类型判识具有指示意义,可作为判识水合物或潜在水合物成因类型的一种有效方法。     

贝加尔湖KUKUY地区两种结构气体水合物的形成过程

贝尔加湖首次发现气体水合物是1997年贝加尔钻探计划（BDP）在盆地南部海底深度121m和161m处，气体成分主要是甲烷，8δC值范围为-68．2‰～-57．6‰，表明这些气体水合物是微生物成因的。最近，在盆地南部的Malenky泥火山和盆地中部的Kukuy K-2地区海底发现气体水合物，这些站点位于抬升地形带上，并且具有流体溢出口特征。     

天然气水合物生长形态以及对含水合物砂强度和阻尼的影响

利用经过特殊组装的天然气水合物共振装置塔（GHRC），南安普顿大学开发出人工合成水合物的各种方法，并且测量了所产生的沉积物的各种性质，如剪切波（VS）、压缩波（VP）和它们各自的衰减值（QS^-1和QP^-1）。有两种方法值得考虑：第一种方法使用气体过剩技术，孔隙空间中已知水的体积可指示水合物的量：第二种方法在水饱和的孔隙空间的情况下用已知量的甲烷气体去制约水合物的体积。这两项技术的结果表明，在过剩气体条件下生成的水合物在低的饱和度情况下（3％）会导致沉积物结构的加强；然而，过剩水条件下即使足在水合物高饱和度情况下（40％），也只可观察到强度的缓慢增加。此外，在过剩气体实验中，衰减结果显示出阻尼在水合物的饱和度为5％左右时出现峰值，然而在过剩水实验中，阻尼随着孔隙空间中水合物含量的增加而持续增加。通过分析以上两种方法的结果，可以看出合成水合物的方法显然会影响含水合物砂的性质，并且也必定会影响孔隙空间中水合物的形态特征.