区别于DSDP-ODP的深海保压保温天然气水合物钻探取心技术

到目前为止，任何深海天然气水合物原位岩心样品的钻探、取心技术都离不开ODP(大洋钻探计划)或DSDP(深海钻探计划)专用船舶钻探技术，该技术主要通过从工作母船上连接几百到几千米钻杆到海底，实现500—1000m的钻探，再通过不同类型PCS(保压取心器)与PTCS(保压保温取心器)取心工具实现样品采集。重要特点是投入经费巨大。新型保压保温取心钻具是将钻具直接固定在深海海底，实现样品的原位保真采集，针对国内外两类着底式天然气水合物钻探、取心技术进行了分析，对于深海浅表层天然气水合物原位样品采集作业反映了创新的思维、技术模式、设计方案与科学方法     

天然气水合物取心和钻探技术进展综述

本文在国内外资料调研的基础上，对海洋天然气水合物取心、钻探与测井技术进展进行综述，为我国海洋天然气水合物资源调查与评价提供信息。     

天然气水合物在海洋钻探区域的赋存特征

介绍了天然气水合物的形成、稳定条件、分布情况及勘查研究进展,重点介绍了国际上典型天然气水合物钻探项目的目标及成果。通过ODP164航次、ODP204航次、墨西哥湾联合行业项目、日本、印度和韩国的天然气水合物钻探实例研究,分析了海洋天然气水合物在钻探区域的分布特征,阐述了如何利用天然气水合物勘查技术识别天然气水合物资源,部署井位钻获天然气水合物实物样品。给我国天然气水合物钻前井位部署工作提供一些参考性的建议。     

海底钻探设备“MeBo”：海底沉积物岩心的遥控回收

海洋沉积物岩心的回收通常是由重力取心或是船上钻探来完成的。大多数调查船都可以进行重力取心,但回收的岩心长度比要求的短。深海沉积物的钻探可以满足取心要求,但因钻探船的使用价值和昂贵的花费而受到限制。为了克服沉积物取心技术的缺点,一种可以遥控进行水下钻探的设备“     

巨型天然气水合物储层原始甲烷数量的直接测量

在高压和低温的稳定条件下 ,某些气体可以与水结合在一起形成固体———天然气水合物。在许多有甲烷供给的海洋沉积物中存在形成水合物的条件。大陆边缘的地震反射剖面表明在海底上部几百米的沉积物中通常存在天然气水合物 ,其下伏更深的地带则含游离气。若大量甲烷储集在这些储集层中 ,溢出的天然气可能在气候变化期间扮演重要角色。事实上海洋沉积物中的天然气水合物储层可能是地球上最大的化石燃料储集层。在此 ,我们报告了作为气水合物和游离气储集在大西洋西部布莱克海脊沉积层系内的原地甲烷丰度的直接测量。我们的结果表明作为固体气…     

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。     

IODP 311航次--Cascadia边缘天然气水合物

IODP 311航次钻探天然气水合物的目的是ODP天然气水合物项目计划组提出的,它们是：●研究海洋沉积物中天然气水合物的形成;●确定天然气水合物的性质、规模、发育机制以及全球分布的储量;●调查天然气水合物从生成到储藏的运移机制和通道;     

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。     

测井技术在水合物储层识别中的应用前景

海洋天然气水合物是一种潜在的巨大能源。地球物理测井在天然气水合物探测与储量评价领域发挥了重要作用,并且随着以勘探天然气水合物为目的的钻井数量的增多日益受到重视。主要介绍了常规测井方法、成像测井和核磁测井在识别天然气水合物储层中的应用,发展海洋天然气水合物的识别技术,准确了解天然气水合物的分布与蕴藏量,对我国海洋天然气水合物产业的建立具有关键作用。     

天然气水合物的测井解析

1　甲烷水合物的物性及测井响应1 .1　天然气水合物的物理性质为了评价含天然气水合物岩石的孔隙度和饱和度 ,首先应了解天然气水合物的物理性质。(1 )密度0 91 g/cm3的密度值是由Daviason(1 973 )计算得出的Ⅰ型天然气水合物的理论值。深海钻探计划在危地马拉海域中美海沟的 570钻孔发现了 1 0 0 %的块状天然气水合物带 ,通过钻孔取心和测井 ,获得 1 0 4～ 1 0 69/cm3的视密度值 ,经过氢修正的真密度值为 0 92～0 93 g/cm3,与理论值一致。(2 )弹性波速度关于天然气水合物的弹性波速度 ,近年来多采用与Pandit和King(1 982 )的实验结…     

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。     

未来关于天然气水合物循环的研究

在20世纪60年代,已有大量证据表明, 碳以游离气、溶解气和水合物的形式存在于 海洋沉积物中,数量巨大.在典型的温度(洋 底温度为摄氏数度)和约50巴(相当水深 500m或更大)的条件下,如有足够的甲烷气 或其它形式的气存在,就可形成天然气水合 物.科学家估算,天然气水合物中的碳相当 于石油、天然气和煤中的碳之两倍. 大洋钻探146和164航次在俄勒冈和新 泽西州大陆边缘发现和回收了水合物、流体 和气以及对下部界面环境影响之证据.这 样,对未来大洋钻探计划提出了挑战:需要 在全球海洋中广泛布置井位,以采集水合物 样品.这是我们弄清水合物形成和释放是怎 样影响全球生物地球化学循环,以及它们怎 样和构造过程有关的唯一途径.今天,水合 物存在于海洋沉积物中,但这仅是水合物生 成及消亡这一复杂过程之一部分.生成甲烷 细菌消化沉积中的有机质,以代谢作用产生 甲烷,当这些甲烷迁移至水合物稳定带后,它 们将形成另外的水合物.某些情况下,深部 热成气也可进入上部水合物稳定带并形成水 合物. 现在科学家认为,天然气水合物系统是 全球碳循环系统的重要组成部分,关于碳从 水合物系统中输入和输出,以及水合物储层 尺度之大小仍然是需要研究的.用先进的技 术进行大洋钻探,对于很好地了解水合物形 成和破坏(分解)以及它在全球循环中的作用 是非常重要的.用将来的科学钻探来研究水 合物之目的需回答下列问题:海洋天然气水 合物的形成机制是什么?碳循环的全球系统 之组成何在? 为什么要研究天然气水合物循环? 姚伯初摘译自 ,1999     

天然气水合物测井与评价技术进展

随着天然气水合物勘探工作的不断深入,钻井已成为勘探的必需手段。近年来,针对天然气水合物的钻探工作已在全球范围内开展,如ODP164航次、日本南海海槽的天然气水合物钻探、ODP204航次、加拿大马更些河三角洲地区、IODP311航次及印度的天然气水合物钻探,这些钻探工作都伴随着地球物理测井,不同地区的钻探由于钻探目的层的地质条件及地质任务不同,分别采用了不同的测井方法,在储层测井评价方面也使用了各种各样的手段,对天然气水合物的识别和精细评价起到了十分积极的作用。主要从测井方法与资料评价两个方面介绍天然气水合物测井领域的新进展。     

一种简易的晚第四纪地层连续取心方法

在长江三角洲地区晚第四纪地层连续取心钻探工作中，通过选用大功率钻机以及在传统的单管单动取土器中塞入PVC塑料管的取土方法，在所钻进的65-91m深度内的4口取心井中，平均取心率达81．6％。岩心内部原生沉积层理清晰，扰动很小，可满足晚第四纪长江三角洲古环境演变研究的要求。     

海洋天然气水合物分解过程中其上部地层稳定性分析

在有覆盖层的海洋天然气水合物开采过程中,由于水合物分解引起上部地层应力重新分布可能导致上部地层蠕变、坍塌、滑坡、套管变形及井口安全等事故.以海洋天然气水合物沉积层具有覆盖地层为例,利用静力学理论建立了采用控压法开采海洋天然气水合物时上部地层物性参数、井筒压力及天然气水合物分解后地层剩余支撑力之间的力学稳定性模型.从理论上讲:当K＞1时,上部地层稳定;当K＜1时,上部地层失稳.该力学模型可对海洋天然气水合物开采井设计及安全开采具有一定的借鉴意义.     

海洋沉积物微量元素地球化学特征对天然气水合物勘探的指示意义

天然气水合物与资源和全球环境变化等重大科学问题密切相关.前期关于甲烷渗漏区地球化学特征的研究主要集中于浅表层沉积物(<20 m),而浅层沉积物(>20 m)地球化学特征知之甚少.为探讨海洋浅层沉积物微量元素特征与天然气水合物勘探的相关关系,对南海神狐海域沉积物进行了4个站位的钻探取样,分析了样品主、微量元素和有机碳地球...     

海洋天然气水合物的地震识别方法研究

天然气水合物作为21世纪新的自然能源将为人类的生存发展服务。20世纪60年代证实，俄罗斯西伯利亚的麦索亚哈气田为典型的天然气水合物形成的气田，70年代又在海底发现了固体天然气水合物岩样。1971年，RStoll首先将地震剖面中的似海底反向层解释为海洋天然气水合物存在的标志，后来被深海钻探证实，从此地震方法成为大面积研究天然气水合物的重要手段。天然气水合物既是潜在能源，也是影响环境和形成灾害的因素之一，因此，研究天然气水合物是人类在21世纪的重要课题。探讨海洋天然气水合物的地震识别方法，由于这项工作刚刚起步，还没有做出具体的成果，在此只能根据我们仅有的工作和参照国外分开的出版物，以及出国访问得到的有关资料进行分析，提出我们的一些基本设想，与各位专家探讨。     

未来善于天然气水合物循环的研究

在２０世纪６０年代，已有大量证据表明，碳以游离气、溶解气和水合物的形式存在于海洋沉积物中 ,数量巨大。在典型的温度 (洋底温度为摄氏数度 )和约５０巴 (相当水深５００ｍ或更大 )的条件下 ,如有足够的甲烷气或其它形式的气存在 ,就可形成天然气水合物。科学家估算 ,天然气水合物中的碳相当于石油、天然气和煤中的碳之两倍。大洋钻探１４６和１６４航次在俄勒冈和新泽西州大陆边缘发现和回收了水合物、流体和气以及对下部界面环境影响之证据。这样 ,对未来大洋钻探计划提出了挑战 :需要在全球海洋中广泛布置井位 ,以采集水合物样品。这…     

全球天然气水合物勘查试采研究现状及发展趋势

天然气水合物是一种规模巨大且高效的新型清洁能源,其资源量是全球石油天然气和煤炭等化石能源资源量总和的2倍。日益增长的能源需求和对气候的重大影响,使人们对天然气水合物巨大资源潜力的兴趣倍增,因此,天然气水合物亦被科学家称为"未来全球能源发展的战略制高点"。近10多年来,美国、加拿大、日本、中国等均先后开展了陆地和海洋天然气水合物勘查与试采实验,印度和韩国亦准备近期开展海洋天然气水合物试采。总之,全球天然气水合物勘查试采的高潮正在蓬勃掀起。笔者分析阐述了世界天然气水合物研究的4个发展阶段,剖析了全球天然气水合物资源分布及主要国家天然气水合物资源潜力,并在此基础上,重点分析阐明了国内外天然气水合物勘查试采进展以及未来发展趋势,以期对我国天然气水合物勘查试采与研究工作有所裨益。