海洋中天然气水合物的成矿机理与资源评价概述

本文综述了近年来国内外关于天然气水合物成矿机理研究的新进展，阐明了作为一种非常规的天然气矿藏，其形成和稳定存在除了需要特定的温、压条件外，更需要合适的成矿地质条件，包括沉积构造环境、充足的气源、有效的运移通道、有效的储集层和保存条件等．文中还介绍了天然气水合物资源评价方法及国外研究者对全球气体水合物中甲烷量的估算值，由于其结果相差几个数量级，表明目前还没有成熟的天然气水合物资源定量评价方法．     

永久冻土区天然气水合物饱和度评价技术

在评价永久冻土区天然气水合物资源量时,沉积层孔隙中水合物饱和度的确定至关重要.总结了冻土区水合物饱和度评价方法,主要介绍了直接测试估算法、孔隙水地球化学估算法和地球物理测并估算法.在水合物饱和度估算过程中,每种方法都存在缺陷.因此,在对复杂的冻土沉积体系中水合物饱和度进行估算时,应根据实际情况选用一种以上的方法相互验证...     

海洋天然气水合物开采方法及产量分析

海洋天然气水合物的巨大储量刺激了世界各国能源部门努力研究如何从天然气水合物储层生产天然气。根据水合物形成的条件，只有当水合物处在其相平衡条件以外，水合物才能分解。因此，水合物的开采方法只能为热熔法、抑制剂刺激法、减压法和地面分解法。为了对天然气水合物储层中气体的生产有个定量的评估，本文以水合物开采井为例，运用数学方法推导了水合物井中气体的产生量。结果表明，在天然气水合物储层中，天然气释放量是井内水合物分解温度、压力及水合物层气体渗透性的敏感函数。该函数可以用于天然气水合物井气体开采量的计算及对水合物储层可开采性评价。     

利用多种测井数据估算阿拉斯加北部陆坡Mount Elbert井原位气体水合物饱和度

2006年，美国地质调查局（USGS）完成了对可用的2D和3D地震数据的解释和分析后，提出了一个确定阿拉斯加北部Milne Point区域永冻带下气体水合物稳定带内的水合物矿藏的可行办法。为了验证USGS的预测并获得关键的储层数据，也是为了形成长期生产测试计划发展的需要，2007年2月，在Mount Elbert矿区进行的钻井取得了多种测井数据和岩芯数据，并将这些数据用来估算水合物原位饱和度及储层属性。气体水合物饱和度可根据不同的测井数据估算，如核磁共振（NMR），P波与S波速度，电阻率以及孔隙水盐度等。根据NMR测井数据估算的气体水合物饱和度与通过P波和S波估算的结果非常吻合。由于原生水的低盐度及低的形成温度，原生水的电阻率与页岩的电阻率是相当的，因此在利用电阻率测井数据准确估算气体水合物饱和度时，必需解决粘土的影响。确定二个气体水合物高饱和区段，上部区段的厚度约43ft，平均气体水合物饱和度为54％，下部区段厚度53ft，平均气体水合物饱和度为50％，二个区段的最大饱和度都达到75％。     

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…     

天然气水合物和游离气饱和度评价方法及其在南海北部的应用

饱和度是评价天然气水合物资源量的重要参数之一,不同海域由于水合物微观赋存状态差异,评价方法不同。大量水合物钻探取心显示在珠江口盆地不同海域发现了不同类型的水合物,在东部海域发现了呈脉状、块状、结核状等裂隙内形成肉眼可视的水合物,而神狐海域发现了呈分散状充填在孔隙空间不同饱和度的水合物,两种不同类型水合物层的测井异常响应特征不同,评价饱和度方法不同。研究表明东部海域基于各向异性电阻率模型估算的水合物饱和度与压力取心吻合,近海底发育的水合物层饱和度相对较低,约为10%,而基于各向同性模型估算水合物饱和度高达60%,远大于压力取心饱和度。在碳酸盐岩层,基于未固结地层各向同性与各向异性估算水合物饱和度大于氯离子异常估算水合物饱和度,而利用胶结模式估算水合物饱和度与氯离子吻合。利用地震资料,以测井为约束利用稀疏脉冲反演地层的速度或波阻抗,结合不同岩石物理模型分析,再通过线性拟合或循环迭代方法可以估算水合物饱和度体,研究水合物的空间分布。通过沿稳定带底界提取水合物饱和度属性,发现神狐海域水合物呈不均匀分布,在局部峡谷脊部呈条带状特征。     

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     

蒙特卡罗法在天然气水合物资源量计算中的应用

天然气水合物甲烷资源量的估算是天然气水合物研究中的热点问题。运用体积法计算含水合物沉积物中的甲烷资源量时,存在参数赋值不确定的问题,从而影响了计算结果的可信度。采用蒙特卡罗法,通过计算样本的频率可以较好地评价和描述计算结果的信度,弥补体积法的不足。对采用蒙特卡罗法估算甲烷资源量的原理进行了分析和探讨,并以麦肯齐三角洲和南海海域水合物为例,计算了水合物赋存区的甲烷资源量。     

天然气水合物地球化学三维识别方法

烃类微渗漏是天然气水合物地球化学识别方法的基础,通过对烃类气体运移路径的追踪可以间接识别和评价天然气水合物。综述了从沉积物、底水和低层大气三维空间进行天然气水合物地球化学识别方法的研究成果。     

海底天然气水合物稳定的热力学条件

在几乎所有的海底都有适合于天然气水合物的温度和压力，但是热力学平衡提出了形成水合物需要另一个涉及到溶解气浓度的条件。通过一种模拟退火算法--这种算法使得甲烷气体与海水混合物的自由能最小-我们量化了水合物的热力学条件。平衡相用一个压力、温度和盐度的函数来描述各稳定相的成分。我们发现溶解气的浓度（溶解度）随着温度的增加而迅速下降。在海水中，气体溶解度在特定的盐度时也是降低的。由于低溶解度会减少形成水合物所需要的气体量，所以海水中的盐实际上促进了水合物的形成。盐度的变化（常常引起水合物形成情况的变化）增加了一个热力学自由度，这就形成了一个三相区，此区域中水合物、海水和自由气体在恒压下的一个温度范围内共存。我们把该计算用于确定海底稳定相的分布。气体溶解度的计算结果表明水合物可以直接由海底的溶解气结晶而成。气体沿着平衡浓度梯度的扩散表明气体被连续不断地由水合物层运送到所覆盖的海水中。为了在海底沉积的过程中保持水合物，需要有一个持续的甲烷气源以弥补扩散所引起的损失。通过简单的近海沉积的物理条件模型就可以估算水合物的生长和消耗。     

气体水合物区之下高度压缩的游离气

最新的研究证明,水合物区的游离气可能通过气体烟囱和断层面迁移,这里,我们计算了BSR之下横向连通的游离气量,其足以引起上覆含水合物沉积物中的断层滑移,并使气体从游离气体带迁移至水合物稳定带,这样的游离气柱可能存在于有孔平板状沉积物或者倾斜层中,或者沿断层分布。我们运用声纳测井得到了游离气体带厚度,首先对南卡罗来那东部300km远的布莱克海脊的冲积物进行了估计,然后计算了大洋盆地中断层重新活动需要的游离气体带厚度,作为BSR深度和沉积物特性的函数,并将我们的结果与测量的BSR之下的气体柱高度进行比较。虽然该模型不能预测最大主应力(σ1)近似水平的水合物区的游离气体带的厚度,但是可以对稳定盆地和活动地区测量的游离气体带厚度进行比较,并注意到这两个地区下面的游离气层厚度的系统误差。我们运用这些资料来估算水合物区下的全球游离气总量的上限。     

海洋潜在的能源一天然气水合物

天然气水合物广泛分布在海洋和极地沉积物中。在这种沉积物中具备足够低的温度和足够高的压力使得甲烷气结晶变成水合物。由于水合物的广泛分布和其潜在的能源潜力—据估计其约为地球上所有化石燃料能源的两倍．引起了全世界科学界的关注。然而。至今为止对水合物的性质和分布还了解不够，还没有合适的技术能对水合物进行定量的评价。根据地形、海底温度、沉积条件以及有机碳等资料指出在印度近海具备天然气水合物形成的条件。因此有必要在印度大陆边缘系统开展地质、地球化学和地球物理分析，以识别和估算天然气水合物的储量，评价其资源潜力。类似“气烟囱”或气体溢出持征、地震剖面上的BSR、氯化物或硫化物异常都是识别水合物的有用标志。层析成像、AVO、波形反演是定量分析水合物和游离气含量的重要手段。此外，在地震方法无法识别的地方，电阻率异常也有助干天然气水合物的识别。本文给出一些划出水合物赋存区边界和定量分析水合物及其下伏游离气含量的重要研究成果和技术。     

气体水合物在石油勘探中的重要性及其应用

气体水合物是一种笼状的包含甲烷气分子的晶状化合物 ,最常见的晶体结构是４６个水分子包围８个甲烷分子。在特殊的热力学条件下 ,陆上永冻层之下和近海地区特别是水深５００ｍ以下的沉积层都能形成大量气体水合物。大洋钻探在深海环境的海底浅部已发现水合物。随着石油勘探向深海区的迅速发展 ,要研究被动大陆边缘就必须对天然气水合物的重要性进行评价。本文的主要目的是 :首先认为天然气水合物是一种可能的烃类资源 ,第二是讨论海洋勘探中天然气水合物的潜在影响及其利用潜力。１气体水合物资源气体水合物被科学界认为是下一个世纪主要的…     

台西南盆地天然气水合物甲烷量估算

南海北部陆坡区的台西南盆地是天然气水合物潜在分布区之一,水合物稳定带的研究对天然气水合物成矿与分布规律以及资源评价都具有重要意义,根据SO-177中德合作航次南海北部陆坡天然气水合物地质的调查资料,结合天然气水合物的相平衡条件和相应的压力-温度方程,计算了台西南盆地A区和B区的水合物稳定带厚度,并讨论了水合物稳定带厚度的分布特征。另外,对A区和B区天然气水合物中甲烷资源量进行了初步估算,估算结果为:A区甲烷资源含量为8.5739×1011～5.1443×1012m3,B区甲烷资源含量为1.4518×1012～8.7111×1012m3,A区和B区甲烷资源总量约2.3029×1012～13.8544×1012m3。初步估算结果显示,台西南盆地天然气水合物甲烷资源量潜力巨大。     

日本天然气水合物研究与开发计划（1995～1999）

根据石油协会的报告提出,沿日本周围海域有大量气体水合物出现的可能。作为一种非常规天然气资源类型,对气体水合物做了大量的预测评价。由于它的巨大潜力对日本未来能源稳定供应的贡献,这就有可能缓解石油和天然气的供应大量依赖外国进口的状况。关于国内天然气资源的气体水合物的重要意义在１９９４年６月间石油协会发表的咨询报告中提到过。同时还介绍了作为一种自然资源,针对气体水合物潜力评价的基础知识。１９９５年通产省（ＭＩＴＩ）在日本国家石油公团（ＪＮＯＣ）建立了气体水合物开发促进委员会。自那时以来,该委员会汇编了…     

利用海洋地震数据估算气体水合物与游离气资源量

位于南卡罗来纳近海的布莱克海台的海洋地震数据及测井表明：含有气体水合物的沉积层覆盖于含游离气的沉积层之上，造成了明显的地震似海底反射（BSRs)。我们将一个理论的岩石物理模型应用到二维的布莱克海台海洋地震数据，以确定气体水合物与游离气的饱和度。高孔隙度的海洋沉积物可以模拟为一个颗粒状的系统，其弹性波速度与孔隙度、有效压力、矿物成分、孔隙充填物的弹性属性以及孔隙空间中水、气体及气体水合物的饱和度相关。将此模型应用到地震数据时，我们首先通过叠加速度分析获得层速度。其次，除孔隙度，水、气和气体水合物的饱和度等参数外，通过地质信息获得岩石物理模型的其他输入参数。为了从层速度信息中估算孔隙度和饱和度，我们首先假定整个沉积物中不含气体水合物或游离气，然后，根据岩石物理模型由层速度直接计算孔隙度。在气体水合物与游离气出现的区域，这些孔隙度的数据特征出现异常（无气体水合物或游离气的沉积物中期望的标准数据特征与获得的数据特征相比较而言），低估水合物区域中的孔隙度，而高估含游离气区域的孔隙度。我们用带有异常值的孔隙度数据减去标准的孔隙度特征数据（不含气体水合物和气体）来计算剩余孔隙度。然后,我们应用岩石物理模型剔除气体水合物或气体饱和度引起的异常，最终获得理想的二维饱和度图。因此，这样得到的气体水合物最大饱和度占孔隙空间的13－18％之间（取决于所用模式的型式）。在布莱克海台钻井中（不在地震测线上）测量的饱和度大约为12％，这与计算结果一致，游离气体的饱和度在1－2％之间变化。饱和度的估算值对于输入的速度值相当敏感，因此，采用准确的速度对得到合理的储层特性相当关键。     

海底天然气水合物相平衡的影响因素

海底沉积物中蕴含着大量的天然气水合物资源.天然气水合物相平衡及其影响因素研究对海底沉积物中水合物的成藏热力学和动力学研究、分布范围和储量估算均具有十分重要的意义.目前关于水合物相平衡影响因素研究大多局限于定性或半定量分析,对不同因素的影响程度及机理关注较少.收集整理了气体组分、孔隙水盐度及离子组分、沉积物粒度和孔隙半径...     

东沙海域温压场和热流值的计算及其特征分析

天然气水合物是一种由水的冰晶格架及其间吸附以甲烷为主的气体分子组成的固态化合物，相同气体成分水合物相对稳定的温压关系是根据BSR的赋存深度计算海底热流的理论基础。本文在系统调研国外基于BSR数据进行热流计算的研究成果的基础上，作者根据东沙海域水合物工区的地震资料，特别是BSR的深度数据．选择合理的计算方法和计算参数，对东沙海域BSR发育区的温度、压力和热导率、热流等进行计算。此外，本文还进一步分析了东沙海域BSR发育区的温压场和热流特征。该研究不仅对水合物发育区温压场条件等方面的理论研究具有一定的参考作用，而且为进一步通过热流数据估算BSR深度等方面的研究提供了合理的方法和参数。     

罗斯海天然气水合物成藏条件及资源量评估

罗斯海位于南极洲太平洋侧,通过对罗斯海气源沉积条件、地质构造条件和温、压条件对罗斯海天然气水合物成藏条件进行综合分析,结果表明罗斯海具备良好的天然气水合物储藏条件和勘探前景。本文在温、压条件的基础上,利用热流数据定量计算了天然气水合物稳定带的厚度,并使用体积分方法初步估算了该区域的天然气水合物的资源前景量。计算结果表明,罗斯海区域的天然气资源量为3.6×1011 m3,具有可观的经济价值。     

墨西哥湾北部陆坡天然气水合物成藏系统

为了深入了解墨西哥湾北部陆坡天然气水合物赋存状况、水合物储层特征以及资源评价,借助天然气水合物成藏系统概念,在收集和整理国内外学者的研究成果的基础上提出了散失均衡体系。对该区天然气水合物气体供应、流体运移、聚集成藏及水合物散失均衡体系进行了综合分析,认为散失均衡体系应该作为天然气水合物成藏系统的重要组成部分予以重视。