南海北部陆坡气源条件对水合物成藏影响的模拟研究

南海北部陆坡包括神狐海域在内无论在横向上还是纵向上影响水合物形成与分布的地质因素差异较大,其气源条件的变化是否为一种重要因素值得探索.本文将前人南海北部陆坡气源类型和气体组成概括为14种情况,分别运用模拟手段定量-半定量地分析它们对水合物成藏可能带来的影响.模拟结果显示,与神狐海域已知水合物相比,不同气体组成形成水合物所需温度条件增大0.49~5.44℃,多数增大2℃以上.可以看出,不同气体组成明显改变水合物的形成条件,暗示着不同类型气源可能是影响南海北部陆坡水合物形成与分布的重要因素.     

西藏南部江孜盆地上侏罗统至古近系沉积岩石学特征与盆地演化

江孜盆地紧邻雅鲁藏布江缝合带,随着特提斯洋的演化及最终消亡,盆地必然随之经历一系列演化,分析其沉积响应是了解盆地演化的一个重要手段.因而,本文以分布于江孜地区的晚侏罗世至古近纪海相沉积地层为研究对象,在前人建立的地层格架基础上,基于野外露头和镜下观察,仔细分析了其沉积岩石学特征.江孜地区晚侏罗世至古近纪沉积序列为:石英砂岩(上侏罗统维美组)-页岩夹火山岩屑砂岩(下白垩统日朗组)-黑色硅质/钙质页岩(中白垩统加不拉组黑层段、白层段)-黑色硅质岩(上白垩统加不拉组硅质岩段)-红色硅质页岩、泥灰岩夹滑塌灰岩(上白垩统床得组)-灰绿色页岩夹外来岩块(上白垩统宗卓组)-砂/页岩互层(古近系甲查拉组).从中可以看出海水从维美组至加不拉组硅质岩段为逐渐加深的过程,而至甲查拉组海水再次浅于硅质岩段沉积水深.生物沉积、悬浮沉积及块体搬运作用沉积常见,其中块体搬运作用包括砂质碎屑流、浊流、滑塌和岩崩等,沉积环境为大陆斜坡至深水洋盆.通过沉积学与沉积地球化学分析可知,底层水经历了缺氧、氧化再到缺氧的过程.根据沉积岩石学特征结合沉积环境分析,从较长的时间尺度上将盆地的演化历史划分为四个阶段:晚侏罗世至早白垩世被动大陆边缘盆地稳定发育阶段,白垩纪中期被动大陆边缘盆地持续沉降阶段,晚白垩世残留被动大陆边缘盆地阶段,白垩世末期至始新世初期为残留洋盆地阶段.     

祁连山冻土区天然气水合物烃类气体成因及其意义

对祁连山冻土区天然气水合物钻井岩心游离气样品开展研究,测试烃类气体的组分和碳氢同位素,判断天然气水合物的气体成因类型及成藏模式。结果显示烃类气体组分复杂,除甲烷外,还含有较高的乙烷、丙烷等重烃组分。甲烷碳同位素分布范围最广,气体成因来源相对简单,没有明显受到次生改造作用的影响。该区天然气水合物属于热解成因,判断来自深部的三叠统尕勒得寺组烃源岩。本研究可为我国高原冻土天然气水合物勘探和开发提供理论依据。     

中国天然气水合物资源潜力及试开采进展

中国高度重视天然气水合物资源的调查研究。自上世纪90年代中期开始先后经历了资源预测、调查、试采三个发展阶段,迄今已在南海神狐、东沙、琼东南、台西南斜坡及祁连山木里地区发现水合物样品5处,在南海、东海冲绳海槽及青藏高原发现地质、地球物理、地球化学等赋存标志7处,显示出良好的资源前景。综合多位学者的估算结果,中国天然气水合物的资源量约126×10¹²m³,是中国常规天然气资源量的2倍,资源潜力巨大。自2011年起,先后在祁连山木里地区和南海神狐地区进行了5次天然气水合物试验性开采,累计产气量达117×10⁴m³,且使得位于“金字塔”塔基且规模巨大的细粒储层中的水合物也有可能成为开发利用对象。中国是能源短缺国家,如何尽快开发利用这一规模巨大的潜在能源,需要全方位、多层次地开展各项调查研究,并进行技术、经济和环境评价,加快商业化开发进程,使这一潜在能源能在不久的将来真正造福于社会。     

青海祁连山冻土区天然气水合物的气体成因研究

在祁连山冻土区发现天然气水合物之后,其气体成因或来源便成为一个重要的科学问题。开展了气体组成和同位素特征及δ13C1-1/n、C1/(C2+C3)-δ13C1、δDCH4-δ13CCH4、(δ13C2-δ13C3)-ln(C2/C3)、ln(C2/C3)-ln(C1/C2)等关系图解的综合研究,结果显示:祁连山冻土区天然气水合物的气体以轻烃为主,具湿气特征,其同位素表现为正碳同位素系列特征。研究区天然气水合物的气体为有机成因,且以热解成因为主,夹少量微生物成因(醋酸根发酵),其中,热解成因气主要与原油裂解气、原油伴生气有关,少部分与凝析油伴生气、煤成气、干酪根裂解气有关。这一分析结果可能意味着研究区天然气水合物的气体来源与油型气密切相关,而与煤型气关系不大。     

青海省祁连山冻土区天然气水合物基本地质特征

笔者等在青海省祁连山冻土区实施的科学钻探试验井中,直接钻获到白色冰状实物样品,并观察到燃烧现象,经激光拉曼光谱仪检测为天然气水合物,这是首次在中国陆域勘查到的天然气水合物。天然气水合物主要产于泥岩、油页岩、粉砂岩、细砂岩等层段中,与岩性关系不大;常出露在岩层的裂隙和孔隙中,受裂隙的控制比较明显;纵向上分布不连续,主要出现在井下130～400m之间,横向上无明显的对比关系。该区天然气水合物可能首先受到祁连山冻土特征等所确定的天然气水合物稳定带的限制,产出的具体部位受断裂及气源条件的双重控制,产生的烃类气体在不同级次断裂的疏导和上覆冻土层低温的共同耦合作用下,更易于在裂隙中形成天然气水合物。     

羌塘盆地QK-1孔烃类气体分布特征与成因来源

青藏高原冻土区面积约150×104 km²,是中国最大的冻土区,具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景,而羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区。南羌塘盆地毕洛错地区QK-1科学钻探试验井顶空气样品的烃类气体组分和碳同位素分析测试结果表明,其烃类气体组分复杂,CH₄含量为3.0×10^-6~4 526.8×10^-6,平均为209.0×10^-6;δ¹³C₁值为-55.9‰~-37.8‰,平均为-43.2‰,C₁/(C₂+C₃)值小于10,显示出明显的热解气特征。结合钻探区的地质背景和岩性特征,推断QK-1孔烃类气体可能来源于深部迁移上来的热解气,浅部可能有生物成因气的混入。