天然气水合物的地球化学识别标志及探测技术

介绍了天然气水合物地球化学识别标志及相关的分析测试技术,包括海底沉积物空隙水中阴离子和同位素地球化学异常、标型矿物、海底底层水中CH4异常等。应用地球化学、地球物理、地质方法对天然气水合物进行综合研究,可提高天然气水合物勘探的精确度。     

海域天然气水合物地球物理勘探进展

进入21世纪后,海域天然气水合物地球物理勘探取得了较大的进步。主要表现为,在勘探技术上已由单一的地震勘探发展到以地震勘探为主,重力、磁力勘探综合应用的格局;在地震勘探方法上,已由常规的单道、多道地震发展到多频地震、高分辨率二维、三维地震和海底多分量地震;在地震资料的处理上,已由常规处理发展到突出BSR特征的“三高”和叠前时间偏移处理;在天然气水合物的地震识别上,已由速度、振幅结构研究发展到多属性判别、多弹性参数和多物性参数反演。这些新技术、新方法的应用,加快了海域天然气水合物调查进度,提高了天然气水合物地球物理识别的可靠性。     

天然气水合物的浅表层地球物理勘探方法

天然气水合物赋存于海底之下。任何单一的调查方法(除了直接取样)都不可能对其进行可靠的识别。需要多种探测技术的结合综合应用和多项指标的综合判定。目前，世界上对于深海天然气水合物的勘探方法很多。除了多道高分辨率地震勘探外。各种浅表层地球物理勘探方法也是常用、有效的手段，例如浅层剖面、单道地震测量、旁侧声纳、多波束和海底摄像。它们可以起到与多道高分辨率地震勘探互补的作用。     

横波勘探在海洋天然气水合物调查中的应用

在地震勘探领域,利用纵波(P-w)、横波(S-w)、转换横波(PS-w)进行联合多波勘探已成为近年来的热点。文中主要介绍了将陆上三分量横波勘探方法引入深海天然气水合物勘探工作中所取得的成果。首先介绍横波勘探在陆上地震中的成熟技术和勘探优势,并结合我国南海海域天然气水合物的地球物理特征和成矿特点,给出了技术应用的可能性,提出了一系列技术方案。最后介绍了广州海洋地质调查局在2000年以来进行三分量海底横波勘探天然气水合物方法的研究进展,并提出了一些设想和建议。     

利用地震反射法评价海底天然气水合物资源

海底天然气水合物是２１世纪的重要新能源,本文介绍了利用地震反射法来识别海底天然气水合物的存在和分布特征,并春资源量进行评价的方法。根据地震剖面上的拟海底反射层（ＢＳＲ）识别水合物的存在,并结合地震弹必参数和利用沉积物的孔隙率等等征,来评估海底天然气水合物的资源前景。     

南海北部气烟囱成因及其与油气及水合物运聚成藏关系

南海北部大陆边缘盆地油气勘探及天然气水合物调查与勘查评价中,地球物理资料尤其是二维/三维地震剖面上常见不同类型、不同特征且与油气藏及天然气水合物藏密切相关的地震反射模糊带等地震地质异常体,即“气烟囱”或“流体底辟”或“含气陷阱”。本文拟重点研究“气烟囱”成因及其与油气及天然气水合物运聚成藏的关系。油气勘探实践表明,气烟囱往往与油气藏尤其是天然气水合物藏伴生,且油气及水合物多处于其上覆或两侧位置附近。通过大量油气及天然气水合物勘探实践、地质地球物理资料综合分析及油气地球化学分析等,充分证实了气烟囱与其上覆或两侧附近的油气及天然气水合物藏具有密切的成因联系。研究表明,气烟囱作为连接和沟通烃源/气源供给系统与油气藏及水合物藏之间的重要桥梁和纽带,是油气（水合物）勘探中判识追踪油气藏及水合物藏成因、确定其烃源/气源供给系统活动特征的重要依据和指示。因此,深入分析研究气烟囱系统成因及类型,不仅能够追踪探索和判识确定油气及水合物成因,阐明其运聚成藏规律及控制因素,而且能够指导油气及水合物勘探部署与综合评价工作。同时,通过油气及水合物成因的地球化学分析,亦可判识确定其气烟囱成因及其对油气和水合物运聚...     

海洋天然气水合物的地球物理勘探技术

天然气水合物将成为21世纪的替代能源，地球物理方法是勘探天然气水合物的重要手段。本文比较全面地分析和总结了天然气水合物的各种地球物理识别技术以及地震资料的特殊处理和分析方法，详细地介绍了水平地震剖面、垂直地震剖面、测井以及旁侧声纳剖面上天然气水合物的表现和识别方法。特别地，针对海洋地震资料的特点以及天然气水合物在地震剖面上的识别标志BSR、振幅空白带等特征，文章引入了真振幅处理、子波处理以及多项式拟合等处理方法来提高天然气水合物识别标志在地震剖面上的显示效果。最后，为了全面了解海底天然气水合物的分布 以及微细结构，文章介绍了AVO分析、全波形反演速率分析、叠加速度分析和走时反演等正、反演技术。     

南海北部白云大型海底滑坡的几何形态与变形特征

利用二维、三维地震资料，结合多波束水深测量，在南海北部白云凹陷发现大型海底滑坡。白云大型海底滑坡可分为滑坡根部、滑坡主体和滑坡前缘3个主要部分，广泛发育滑坡陡壁、滑塌沟谷、滑移面、滑坡台阶等典型滑坡地貌。地震相特征表现为楔状弱振幅杂乱地震相，块状平行或渡状弱振幅中连续地震相，席状亚平行／波状弱振幅连续地震相，谷状水平充填中振幅、中连续地震相和丘状／透镜体状前积地震相等5种典型地震相特征。初步估算白云海底滑坡范围约为13000km2，滑坡分布受地形和海底沉积物岩性控制，晚期活动在中更新世。白云大型海底滑坡位于深水油气和天然气水合物的富集区，对油气和天然气水合物成藏作用和勘探开发具有重要的影响。     

海底天然气水合物的地震资料处理与分析

介绍了利用多道反射地震资料，采用反射振幅随炮检距变化AVO（Ampltude versus Offset)技术和其他地震正、反演方法，通过研究地震剖面上的拟海底反射层（BSR）分布、地震弹性参数特征，来探讨BSR上、下方含天然气水合物沉积层和含游离气沉积层的内部结构和某些主要物理性质，如沉积物的空隙率、天然气水合物的饱和度等，由此来评估海底天然气水合物的资源前景并研究其成矿机制。     

海洋浅表层沉积物和孔隙水的天然气水合物地球化学异常识别标志

天然气水合物是一种赋存在低温,高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源,研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,已建立了一套较为成熟的地球化学识别方法。但是,在没有钻井岩心的情况下,如何通过浅表层（＜20m）沉积物和孔隙水及底层海水的地球化学分析来识别海底可能存在的天然气水合物,是国际国内天然气水合物勘查中面临的一道难题,通过对国际上已有数据和资料的全面总结,尝试提出了一系列在海底浅层条件下识别天然气水合物赋存的地球异常标志,包括底层海水的烃类气体及其同位素组成异常,沉积物有机碳和水的含量异常,沉积物中孔隙水的元素和同位素组成异常,沉积物中气体含量异常及沉积物中自生碳酸盐矿物的化学和同位素组成异常等。这些标志的建立将有助于在我国海域开展天然气水合物的勘查工作。     

海底泥火山及其与油气和天然气水合物的关系

近20年来泥火山逐渐成为全球地球科学家的研究热点,尤其是随着海洋探测技术的进步,海底泥火山得到广泛认识。全球泥火山大多分布在地中海-里海-喜马拉雅山活动带和太平洋活动带上,其分布受构造作用控制。泥火山相比于岩浆火山来说分布较为局限,但泥火山的研究价值同样重要,其喷出物质可以非常准确地反映深部信息;泥火山与深部油气的形成、运移、储藏在构造、热动力机制以及发育层位等方面都具有密切联系;泥火山喷出气体中甲烷含量非常高,一方面影响海洋水体、大气环境,另一方面会在海底沉积物中聚集形成天然气水合物。我国南海海底泥火山较为发育,对其开展深入研究不仅在探讨地球深部物质运移和演化方面具有重要的科学意义,而且对南海海底油气和天然气水合物的勘探开发具有重要的实际应用价值。     

沉积物中天然气水合物超声检测技术

海洋天然气水合物主要分布在海底沉积物的孔隙中.而海底沉积物可以看作是一种紧密的湿颗粒双相多孔介质.基于双相多孔介质理论,分析和研究在孔隙中天然气水合物发生相变过程引起的多孔介质物性的变化而导致的声波传播的改变,可以找出其中的变化规律,对于研究沉积物中的天然气水合物具有重要的理论意义和实际价值.     

海底天然气水合物地球化学探测技术

海底天然气水合物是未来的新型能源，地球化学探测与分析技术在天然气水合物勘探、研究和开发中发挥巨大作用。简要介绍了天然气水合物地球化学探测方法及相关的分析测试技术，包括海底沉积物、海水、海面低层大气中烃类气体(主要为甲烷)、孔隙水中阴阳离子和同位素地球化学异常等。并对发展天然气水舍物地球化学探测与分析新技术提出建议。     

俄勒冈滨外水合物脊大洋钻探建议书

位于水合物脊(前称“第二脊”)上的ODPl46航次站位调查资料揭示了俄勒冈边缘水合物／气体系统中构造活动影响下的地层和BSR反射特征的变化情况。尤其在水合物脊南部，这些模式得到了详细的描述，1996年在该区的抓斗样品表明。在海底附近存在含块状水合物的沉积物。根据我们对ODPl46航次站位调查资料的检验和水合物脊最近几个航次的调查结果，建议在水合物脊上实施三个钻孔，井深400—700米。并辅以生物和地球化学综合采样及一系列的原位测试。在这样一个ODP航次中开展下列课题的研究：1．在两个明显不同的沉积和构造环境中，对气体和水合物形成的物理和化学机制作源区比较：(1)在增生楔较老沉积物中，海底附近发现了块状水合物及其相关的自生碳酸盐矿物，其甲烷可能来源于俯冲沉积物；(2)与增生楔相连、快速充填的陆坡盆地中，沉积物较年轻、成层性好，其地震反射特征强烈地显示了水合物和(或)游离气的存在，但海底附近没有水合物和(或)碳酸盐矿物积聚的迹象，其气源主要来自原地沉积物中。2．采用地球物理遥感技术校准确定水合物及其下伏游离气饱和度。为了更好地了解这些特性，需要编制井间水合物分布图，评价俯冲带环境中天然气水合物的未来经济潜力。3．利用地球化学示踪物、物理性质测量和微结构分析，检测构造因素诱发的水合物不稳定导致的BSR和BSR下伏地震反射特征发生变化是否与地震反射资料推测的一样。4．加深对水合物形成的地球化学效应的认识，以便于利用综合地质资料确定甲烷释放进入大气的原生载体，了解巨大而剧烈的水合物失稳作用在全球变化中所扮演的角色。5．确定水合物和下伏沉积物的孔隙度和剪切强度，以评估水合物、流体活动与斜坡稳定性之间的关系。6．确定沉积物中生物成因甲烷菌和热成因甲烷菌的分布数量，评估它们对水合物形成和分解的贡献，以及与沉积物成岩作用的关系。     

MTL地温梯度探测系统海上作业方法研究

海底热流是在天然气勘探中认识沉积层热状态、推算沉积层地温分布的重要参数之一。MTL是国内首个成功应用的地热流探测系统，可同时进行沉积物地温梯度测量和沉积物取样，为天然气水合物资源调查和海洋区域地质调查获取相关数据资料。本文就MTL地温梯度探测系统的组成、主要技术指标及海上作业方法进行阐述。     

冲绳海槽天然气水合物与地质构造的关系

海底天然气水合物大多与通过切穿沉积盖层的断裂的上升烃类流体相关,这些高渗透带包括底辟和泥火山等侵入构造,所以海底断裂、底辟和泥火山等构造周围可能赋存天然气水合物;其次,高沉积速率和巨厚沉积层可使有机质迅速掩埋而保存起来,为天然气水合物的生成提供充足物源,因此,邻近陆坡河谷口的海底沉积扇也是天然气水合物赋存的有利地区;另外,由于陆坡区的水合物沉积层比海盆更容易受外界温压变化的影响发生失稳分解,诱发海底滑坡,所以滑坡与天然气水合物赋存之间的关系也非常密切。冲绳海槽邻近海域具有覆水深、沉积厚度大、沉积速率高和有机质丰富等有利赋存条件,目前的研究已经在该海域发现了天然气水合物赋存的地球物理证据BSR,因此,在现有研究基础上开展断裂、泥火山、海底扇、海底滑坡等与天然气水合物相关的构造研究,可以深入了解天然气水合物在不同地质构造中的分布特征与演化,为更精确地评估其资源潜力提供参考。     

海底高频地震仪在南海北部天然气水合物探测中的应用

天然气水合物是石油天然气的理想替代能源,是当前能源、环境领域的研究热点。我国2007年神狐海域水合物钻探表明,天然气水合物的空间分布不均,水合物矿体内部物性差异较大。为了研究海域水合物及游离气的矿层结构,准确评估研究区天然气水合物资源量,采用三维地震与海底高频地震(HF-OBS)联合采集技术,获取水合物矿区的多波地震反射数据。充分利用纵横波速度信息,刻画研究区天然气水合物矿体的外形与内部结构,分析含天然气水合物沉积层的沉积环境与沉积物类型关系,进而获得这一海域天然气水合物分布规律的综合地质认识。     

采用射线追踪法的天然气水合物海底地震观测系统设计

射线追踪法是以建立的地下地质模型为基础,研究不同的激发点发出的射线经地下地质界面反射后可以被接收到的信息,从而了解不同的观测系统对于特定地质条件地震资料采集的效果,对于海上地震采集相关参数的确定十分关键.在天然气水合物地震勘探中,丰富的多波勘探信息对于查清水合物内部速度结构、提高地层的分辨率具有重要意义.本文在分析国外天然气水合物海底地震仪(OBS,ocean bottom seismometer)勘探的应用成果基础上,采用射线追踪法理论计算和海上实验,实现了针对天然气水合物的海底地震观测系统设计,试验获得了转换横波记录,取得了良好的应用效果.     

海洋天然气水合物勘探方法综述

由于受温度、压强等因素的制约,海洋天然气水合物在地层中形成及分布的区域是多样化的。在这样复杂的地质环境中探矿,需要使用多种勘探手段和方法。当前,主要使用地球物理和地球化学的方法进行勘探,采取以物探法中的地震勘探为主、其他方法为辅的办法来判定地层中是否有水合物存在。对勘探方法进行全面了解和研究,有助于未来逐步探明天然气水合物的赋存情况,为今后对其进行合理开发打下基础,进而为国家建设提供充足的能源支撑。     

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。