我国在南海北部钻获天然气水合物

2007年5月1日凌晨,国土资源部中国地质调查局在我国南海北部成功钻获天然气水合物实物样品。此次采样的成功,验证了我国有关基础地质工作的可靠性,证实了我国南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源,使我国成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采集到天然气水合物实物样品的国家,同时,也是在南海海域首次获取天然气水合物实物样品的国家,标志着我国天然气水合物调查研究水平一举步入世界先进行列。本钻探航次由中国地质调查局统一组织,广州海洋地质调查局具体实施,委托辉固国际集团公司钻探船承担。经过精心准备,圈定出2个重要…     

南海天然气水合物项目纳入973计划

我国南海北部陆坡是天然气水合物发育的理想场所。近年来，在中国地质调查局统一组织下，广州海洋地质调查局经过9年的调查研究，发现了天然气水合物赋存的地质、地球物理、地球化学和生物证据，圈定了有利远景区，初步评价认为南海北部具有良好的天然气水合物资源前景，并于2007年5～6月经钻探在南海北部神狐海域获取了天然气水合物的岩心样品。     

南海北部大陆坡冷泉碳酸盐结核的发现:天然气水合物新证据

南海北部大陆坡是我国天然气水合物调查和研究的重点海域,目前已发现了多处水合物存在的地球物理、地球化学、海底地貌特征等证据。冷泉碳酸盐的析出是天然气水合物冷泉存在的重要明显标志之一,已成为南海北部继地球物理BSR标志后发现的与水合物存在相关的另一重要证据。中国科     

国际多年冻土区天然气水合物勘探开发现状与启示

我国继2007年5月在南海北部海域钻获天然气水合物实物样品之后,又于2009年6月在青海省祁连山南缘永久冻土带成功钻获宝贵的天然气水合物实物样品,实现冻土区发现天然气水合物的零突破。作为国际上冻土区勘探开发比较成熟的3大典型区,美国阿拉斯加北坡项目、加拿大麦肯齐三角洲Mallik计划和俄罗斯西伯利亚麦索雅哈气田开发的勘探开发史对我国的天然气水合物勘探开发工作起到了一定的启示作用。通过对这3大冻土区天然气水合物勘探开发项目的详细综述,分析了国际上水合物勘探开发现状,总结了国际冻土区天然气水合物勘探开发史对我国的勘探开发工作带来的启示。     

南海北部陆坡天然气水合物成藏机理研究：意义、现状与问题

天然气水合物是近三十多年重视起来的一种新型能源，被誉为21世纪洁净替代燃料，已逐步引起越来越多国家政府、企业、科学家的广泛关注和高度重视。以南海北部陆坡作为研究案例，充分利用我国海域天然气水合物调查评价和钻探工程资料的优势，重点开展天然气水合物成藏机理和分布规律理论研究，通过成藏理论创新，提高成藏预测能力，具有重要的科学意义和应用价值。 围绕海洋天然气水合物成藏系统，国际上在物质来源及成因机理、物理化学特征、形成环境及成藏模式、分布规律和资源评价等方面取得了显著进展。我国南海北部陆坡天然气水合物调查评价发现了一系列天然气水合物存在的地质、地球物理、地球化学和生物证据，钻探发现并取得了天然气水合物实物样品，但尚有许多关键科学问题需要解决，包括天然气水合物成藏系统中气、水、沉积物和水合物间的相互作用，天然气水合物的物理、化学响应机理及构造运动和沉积作用对我国海域天然气水合物的控矿机理等。     

南海北部水合物富集区水道特征对比与成因分析

天然气水合物作为现今乃至未来的重要清洁能源之一，其沉积环境和成矿条件的研究一直是国内外地质学家关注的热点问题，我国2007年、2013年及2015年已先后在神狐、和东沙海域多次成功钻获了天然气水合物实物样品。由此南海北部陆坡成为探讨天然气水合物沉积成因与成矿条件的重要试验区。然而，南海北部陆坡区的神狐、东沙及琼东南三个海域均有不同程度的天然气水合物发现，其各自的水深、沉积特征、气源成因及水合物成矿条件各有特点。本文利用地震沉积学原理，结合不同沉积相和沉积演化和古地貌、海平面变化和构造运动等因素，识别出不同类型的地震相。通过对比南海北部陆坡区域的水道系统的MTDs，认为其发育位置、展布和控制因素的不同影响了沉积展布。其中东沙区域位于近物源的上陆坡，神狐区域位于正常的缓陆坡区域，琼东南区域位于远离物源的海底平原区域。并且，水道系统可以分成侵蚀型，侵蚀-加积型和加积型，MTDs也可以分成头部拉张型，中部过渡型和趾部挤压型。     

南海北部陆坡深水区天然气水合物成藏系统及其控制因素

天然气水合物成藏系统目前已越来越受到油气地质专家们的重视与关注。天然气水合物运聚成藏亦遵循从烃源供给到圈闭(高压低温稳定带)中运聚成藏的含油气系统理论。天然气水合物成藏系统的构成及形成,主要取决于充足的气源供给、较好的运聚输导系统和高压低温稳定带三大要素的时空耦合配置。为了深入剖析我国南海北部深水区天然气水合物成藏系统基本特征,在近年来所获南海北部天然气水合物勘探成果的基础上,根据天然气水合物成藏系统理论,重点从天然气水合物的烃源供给、流体输导系统和高压低温稳定带及其储集系统3方面,系统分析总结了我国南海北部陆坡神狐海域、东沙海域和西沙海槽天然气水合物成藏的基本地质条件与控制因素,建立了各区域不同类型天然气水合物成藏分布模式,尤其是提出了生物成因的"渗漏型"水合物成矿类型,以期能够为加快和促进南海天然气水合物勘查提供指导和参考借鉴。     

海底天然气水合物的微生物成因及识别

当前,天然气水合物作为一种未来新型能源在国际上备受关注,世界上已直接或间接发现了天然气水合物116处,其中海洋就有85处(包括中国南海北部陆坡、南沙海槽和东海陆坡),直接采集到天然气水合物样品有23处。据估算,全球天然气水合物中蕴藏的天然气总量约(1.8~2.1)×1016m3[1],资     

浅剖资料在南海北部东沙西南海域水合物调查中的应用

南海北部东沙海域陆坡已经被证实为天然气水合物前景分布区,浅地层剖面数据以其高效率采集过程和浅表层高分辨率的特点被国内外学者应用到天然气水合物调查中并取得了很多成果。以南海北部东沙西南海域的两条浅剖测线为例,分析了该区浅表层沉积物的声学特征,并在浅剖剖面上发现了浅层含气带以及气体泄露现象,初步推测为深部的天然气水合物分解后通过断层运移到浅层中形成了浅层含气带,部分浅层气体还通过泄露点喷射到海水中从而形成了剖面中的气体泄露现象。最后,进一步通过对研究区域的沉积及气源条件、温压条件、地质及生物证据的讨论,证实该区具有天然气水合物发育的基本条件,因此,可以证实上述浅剖资料解释中关于天然气水合物的推测。     

东海天然气水合物的赋存条件与资源潜力

总结分析了地质大调查、国家天然气水合物专项有关我国东海天然气水合物形成条件、成矿地质背景及天然气水合物地震反射和资源潜力分布等的特征,指出我国天然气水合物资源潜力巨大,当前主要任务是在合适的海域获得天然气水合物实物样品,并确定我国海域天然气水合物聚集地。     

用地球化学方法勘查中国南海的天然气水合物

天然气水合物是一种未来新型能源,赋存于低温高压环境下的海洋沉积物中,但也可形成于大陆永久冻土带中。天然气水合物资源量巨大,具有经济和环境上的研究意义。近年来,国际上己对天然气水合物的产况、分布和形成机理开展了大量研究,但国内这方面的工作还刚刚开展。对中国南海的调查表明该区存在天然气水合物赋存的有利地质条件、温压条件和富含有机质的沉积条件。在南海的许多海区还发现了指示天然气水合物存在的地震标志(BSR)。介绍了在南海天然气水合物勘查中的地球化学异常标志。这些地球化学异常的产生可能与天然气水合物的形成或分解过程有关。研究内容包括沉积物中气体含量(主要为甲烷和乙烷),甲烷的碳同位素,孔隙水中阴离子(Cl^-、SO4^2-等)、阳离子(Ca^2 、Mg^2 、Ba^2 、Sr^2 ,B^3 和NH4^ 等)浓度和δ^18,δD,δ^11B,及^87Sr／^86Sr等同位素组成,此外还对海底沉积物的热释光特征和紫外、可见、近红外反射光谱特征开展了探索性研究。通过进一步加强理论和实验研究,结合地球物理和地球化学资料,在不远的将来将会在南海发现和圈定天然气水合物矿藏。     

Low-amplitude BSRs and gas hydrate concentration on the northern margin of the South China Sea

The passive northern continental margin of the South China Sea is rich in gas hydrates, as inferred from the occurrence of bottom-simulating reflectors (BSR) and from well logging data at Ocean Drilling Program (ODP) drill sites. Nonetheless, BSRs on new 2D multichannel seismic reflection data from the area around the Dongsha Islands (the Dongsha Rise) are not ubiquitous. They are confined to complex diapiric structures and active fault zones located between the Dongsha Rise and the surrounding depressions, implying that gas hydrate occurrence is likewise limited to these areas. Most of the BSRs have low amplitude and are therefore not clearly recognizable. Acoustic impedance provides information on rock properties and has been used to estimate gas hydrate concentration. Gas hydrate-bearing sediments have acoustic impedance that is higher than that of the surrounding sediments devoid of hydrates. Based on well logging data, the relationship between acoustic impedance and porosity can be obtained by a linear regression, and the degree of gas hydrate saturation can be determined using Archie’s equation. By applying these methods to multichannel seismic data and well logging data from the northern South China Sea, the gas hydrate concentration is found to be 3–25% of the pore space at ODP Site 1148 depending on sub-surface depth, and is estimated to be less than values of 5% estimated along seismic profile 0101. Our results suggest that saturation of gas hydrate in the northern South China Sea is higher than that estimated from well resistivity log data in the gas hydrate stability zone, but that free gas is scarce beneath this zone. It is probably the scarcity of free gas that is responsible for the low amplitudes of the BSRs.     

南海天然气水合物的成矿远景

通过对南海的中新生代区域构造、中上新世纪沉积、近－现代地貌及地温条件的分析，结合ODP184航次钻探成果和水合物最新调查资料，探讨了南海水合物的成矿条件，认为具有良好的成矿地质构造环境；通过对南海陆坡深水区现有大量多道地震调查资料的重新判读，发现南海地区存在多处水合物的地震标志－BSR，以活动边缘笔架增生楔和非活动边缘西沙－东沙为例，重点解剖水合物的地震特征，建立其成藏模式，总结其成矿规律，预测水合物资源远景，为今后在该海域寻找水合物矿床、预测水合物资源远景起到抛砖引玉作用。     

南海北部神狐海域天然气水合物分布的主控因素

针对天然气水合物沉积成矿因素不明确等问题,通过利用南海北部神狐海域的高分辨率三维地震、测井和岩心等资料,对晚中新世以来的地层进行了高分辨率层序划分和精细的沉积解释。从温压、沉积、构造等方面探讨了神狐海域天然气水合物分布的主控因素,认为：BSR上部附近处于水合物稳定温压范围内;粗粒沉积物有利于天然气水合物的富集;在含水合物层段内,孔隙度与天然气水合物饱合度成正比关系;滑塌体是天然气水合物赋存的有利相带;气烟囱形成过程中产生的断裂系统可为富含甲烷流体向上运移提供通道,并在其上部滑塌体富集成矿。因此,神狐海域具备天然气水合物成藏的优越条件,是天然气水合物勘探开发的有利区块。     

南海陆坡天然气水合物饱和度估计

基于双相介质理论和热弹性理论,建立了沉积层纵波速度与天然气水合物饱和度、弹性性质及地层孔隙度之间的关系。通过对比饱和水的理论P波速度与实际P波速度,可以得到天然气水合物饱和度。根据ODP184航次的电阻率、声波速度、密度等测井资料以及地质资料,初步推断南海陆坡存在天然气水合物。根据声波测井的纵波速度估算出南海1146和1148井天然气水合物饱和度分别为孔隙空间的25％～30％和10％～20％,1148井个别沉积层天然气水合物饱和度可达40％～50％。沉积层的纵波速度与饱和水速度差值越大,天然气水合物饱和度越高。     

南海海盆扩张成因质疑

从板块构造学、地球物理学和地球动力学等角度,结合南海中央海盆及其周边的地质、地球物理资料进行综合分析论证,对南海“扩张成因”模式提出质疑.认为南海“扩张成因说”不能成立,其中的几个核心问题是:(1)数学理论模型的边界参数选取存在多解性,其结果与地质地球物理资料不符或相去甚远;(2)无法解释海盆区地球物理探测和研究所表明的地壳结构及岩性特征,也无法解释海盆区的断裂分布和岩浆活动特征;(3)地球动力学诸方面难以支持南海“扩张成因说”成立;(4)南海海盆周边不存在与南海“扩张成因”相关的相互强烈作用的地球物理和地质构造特征;(5)南海海盆不具备大规模扩张的空间.南海“扩张成因说”已严重阻碍对南海和周边的地质与地球物理研究工作的深入和发展,应该放弃.     

Depositional characteristics and accumulation model of gas hydrates in northern South China Sea

The South China Sea (SCS) shows favorable conditions for gas hydrate accumulation and exploration prospects. Bottom simulating reflectors (BSRs) are widely distributed in the SCS. Using seismic and sequence stratigraphy, the spatial distribution of BSRs has been determined in three sequences deposited since the Late Miocene. The features of gas hydrate accumulations in northern SCS were systematically analyzed by an integrated analysis of gas source conditions, migration pathways, heat flow values, occurrence characteristics, and depositional conditions (including depositional facies, rates of deposition, sand content, and lithological features) as well as some depositional bodies (structural slopes, slump blocks, and sediment waves). This research shows that particular geological controls are important for the presence of BSRs in the SCS, not so much the basic thermodynamic controls such as temperature, pressure and a gas source. Based on this, a typical depositional accumulation model has been established. This model summarizes the distribution of each depositional system in the continental shelf, continental slope, and continental rise, and also shows the typical elements of gas hydrate accumulations. BSRs appear to commonly occur more in slope-break zones, deep-water gravity flows, and contourites. The gas hydrate-bearing sediments in the Shenhu drilling area mostly contain silt or clay, with a silt content of about 70%. In the continental shelf, BSRs are laterally continuous, and the key to gas hydrate formation and accumulation lies in gas transportation and migration conditions. In the continental slope, a majority of the BSRs are associated with zones of steep and rough relief with long-term alternation of uplift and subsidence. Rapid sediment unloading can provide a favorable sedimentary reservoir for gas hydrates. In the continental rise, BSRs occur in the sediments of submarine fans, turbidity currents.     

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...     

天然气水合物的聚集和形成及南海地质条件分析

天然气水合物目前已经成为世界范围的一个研究热点，而我国的天然气水合物研究起步则相对较晚，通过阅读国内外有关文献，总结了天然气水合物在海底的分布特征，聚集和形成机制，产状及其形成机理，甲烷羽的形成过程，天然气水合物在沉积物中的聚集位置通常有两种情况：一是较浅的沉积物（海底以下几米）中，受控于泥底辟，泥火山，断层等；二是较深的沉积物（海底以下几十米，甚至更深）中，受控于流体，当断层延伸至海底时，通常在水合物聚集处的上部发现甲烷羽，天然气以溶解气，游离气或分子扩散的形式运移，在温，压适宜的沉积物中，即水合物稳定带内聚集并形成水合物，水合物的形成过程是：最初形成晶体，呈分散状分布于沉积物中，之后逐渐聚集，生长成结核状，层状，最后形成块状，在细粒的浅层沉积物中，通常以较慢的速度生长，形成分散状的水合物；而在粗粒沉积物中，水合物通常呈填隙状，并且这种产状可能位于较深层位中，我国南海在温度，压力，构造条件，天然气来源等方面都能满足天然气水合物的形成条件，并且在南海也发现了一些水合物存在的标志，如似海底反射层（BSR）以及孔隙水中氯离子浓度的降低。因此，天然气水合物在我国南海海域可能有很好的前景。