国家863计划“天然气水合物探测技术”课题通边验收

2005年12月15日，以广州海洋地质调查局为依托单位的国家863计划“天然气水合物探测技术”课题，在北京通过了资源与环境技术领域海洋资源开发技术主题专家组的验收。     

日本天然气水合物研发进展与技术方向

日本是能源资源紧缺型国家,能源高度依赖进口.天然气水合物作为一种新型能源,促进其商业化开发已成为日本能源战略的重要部分.20世纪90年代以来,日本通过开展三轮国家级天然气水合物研发计划,实施了两轮海域天然气水合物试采,基本完成了周边海域资源调查评价,形成了一套基于降压法的试采技术体系和环境监测体系.为推动天然气水合物商...     

天然气水合物与全球变化研究

天然气水合物含碳量超过全球所有其他来源有机碳的总和,是地圈浅部的极重要碳库。自然界中温压条件的微小变化都会引起天然气水合物的形成或分解,从而吸收或释放甲烷,对全球碳循环和温室效应产生重要影响。天然气水合物对全球气候变化、冰期和间冰期的交替的反馈在极地和中低纬度不同,在中低纬度
也有两种相反的过程,因而对其总效应的方向和强度尚需详细研究和估计。我国许多海区有天然气水合物存在的条件,在南海已有报道;可通过地震剖面的重新判读及数值模拟估计天然气水合物的储藏量和它对海平面变化的反馈,以提供边缘海这类研究的范例。     

天然气水合物分解与全球变暖

天然气水合物是白色似冰状晶体物质 ,由水分子构成晶体格架将气体 （通常为甲烷-CH4 ）分子捕获其中的笼型化合物。其形成需要特定的低温、高压条件和充足的CH4 （天然气 ）供给。地球上满足以上条件的地区有永久冻土带和水深大于 3 0 0～ 5 0 0m的水体 （包括海洋和深湖 ）.     

天然气水合物与全球气候变化

天然气水合物作为21世纪的重要能源已受到广泛认可和高度关注。与此同时,作为一个重要的气候致变因素,在地质历史时期中天然气水合物在自然条件下的突然分解释放甲烷气体可能造成全球气候变暖、地质灾害和生物灭绝等负面影响仍不容忽视。本文通过分析天然气水合物的稳定性与分解释放甲烷气体、天然气水合物对气候的反馈机制以及天然气水合物的分解在地质历史时期中对全球气候变化的可能影响,如新元古代“雪球”地球的终结、古新世一始新世极热事件和第四纪冰期后气候快速变暖等,对天然气水合物在全球气候变化过程中的作用进行了探讨。     

国家863计划“天然气水合物勘探开发关键技市”重大项目在京启动

中国地质调查局网站消息“天然气水合物勘探开发关键技术”重大项目日前宣布正式启动，各项研究工作已经展开。2007年5月21日，科技部召开了项目启动仪式，国家863计划海洋技术领域办公室闫金主任出席了会议并讲话，鼓励广大科研人员要科学严谨地工作，勇于创新，不怕失败，争取为国家能源的发展做出更大的贡献。     

科学大洋钻探与天然气水合物

天然气水合物是由水和甲烷等气体水分子组成的冰状物,主要分布于海洋陆坡区和陆地永久冻土带,是21世纪理想的替代能源。科学家已对天然气水合物的物理化学性质、产出条件、分布规律、勘查技术、开采工艺、经济评价及开采可能造成的环境影响等进行了广泛而深入的研究。大洋钻探计划（ODP）是获得深部含天然气水合物和游离气沉积物的唯一途径,已成功实施了164和 204两个以天然气水合物为主要目标的航次,分析研究了含天然气水合物沉积物的原位物理化学特性和地球物理性质,探讨了气体-水-沉积物-水合物间的相互作用机理,为气体储量计算提供了依据,对推动水合物研究作出了重大贡献。综合大洋钻探计划（IODP）的启动,将为人们深刻理解地球历史和地球系统过程（ESP）,特别是认识天然气水合物在地质过程中的作用,提供前所未有的机会。     

国际天然气水合物调查研究现状及其主要技术构成

本在研究大量国外献（含2000年6月日本东京“2000年西太平洋地球理会议”）资料的基础上，统计了迄今为止国际天然气水合物的发现成果，对涉及天然气水合物研究和调查的工作进行了简要回顾，划分其为五个研究工作阶段和五个调查工作阶段，并对一些重要国家尤其是对我国周边国家或地区进行天然气水合物调查和研究工作的现状作了简要介绍，通过分析天然气水合物分布与产出状况的11个重特征，归纳总结了国际天然气水合物调查综合评价的地球物理资料采集，处理及其解释，资源量计算，实物样品采集等三大主要技术的基本内容和要求，指出了高投入的前提下，坚持勘测方法的综合性，高技术性，创新性和有效性，将是取得了实质性成果的关键之所在。     

海洋天然气水合物系统硫同位素研究进展

在海洋天然气水合物的地质系统中,甲烷的渗漏作用形成了独特的地球化学微环境。渗漏的甲烷在硫酸根-甲烷氧化还原界面与硫酸根之间发生厌氧氧化反应,同时硫酸盐发生还原反应,形成具有特殊同位素组成的自生碳酸盐、硫化物（AVS、黄铁矿等）和硫酸盐（重晶石、石膏）等。反应过程中硫酸盐还原菌的作用使得产物中硫的同位素发生了强烈分馏,具体表现为低δ34S值的硫化物矿物和高δ³⁴S值的硫酸盐矿物的形成。沉积物中这种独特的硫同位素特征与海洋天然气水合物系统中独特地球化学微环境有关,是硫酸盐还原反应过程中细菌控制的硫酸盐分馏和厌氧细菌对硫的歧化反应（disproportionation）的共同作用结果。     

A review of the geochemistry of methane in natural gas hydrate

The largest accumulations on Earth of natural gas are in the form of gas hydrate, found mainly offshore in outer continental margin sediment and, to a lesser extent, in polar regions commonly associated with permafrost. Measurements of hydrocarbon gas compositions and of carbon-isotopic compositions of methane from natural gas hydrate samples, collected in subaquatic settings from around the world, suggest that methane guest molecules in the water clathrate structures are mainly derived by the microbial reduction of CO₂ from sedimentary organic matter. Typically, these hydrocarbon gases are composed of > 99% methane, with carbon-isotopic compositions (δ¹³C_PDB) ranging from − 57 to − 73‰. In only two regions, the Gulf of Mexico and the Caspian Sea, has mainly thermogenic methane been found in gas hydrate. There, hydrocarbon gases have methane contents ranging from 21 to 97%, with δ¹³C values ranging from − 29 to − 57‰. At a few locations, where the gas hydrate contains a mixture of microbial and thermal methane, microbial methane is always dominant. Continental gas hydrate, identified in Alaska and Russia, also has hydrocarbon gases composed of > 99% methane, with carbon-isotopic compositions ranging from − 41 to − 49‰. These gas hydrate deposits also contain a mixture of microbial and thermal methane, with thermal methane likely to be dominant. Published by Elsevier Science Ltd     

天然气水合物研究现状与展望

自20世纪90年代以来,世界各国对潜力巨大的新型能源———天然气水合物的研究做了大量的投入,已经取得了重大进展。本文在阐述国外天然气水合物的研究现状的同时,重点介绍了我国在天然气水合物勘探开发和实验模拟方面取得的一些进展,并展望其在能源、环境和其它研究领域的发展前景。     

青藏高原天然气水合物资源预测

青藏高原分布着中国规模最大的多年冻土带,发育有良好的中、新生代海相地层及海相、陆相盆地,为高原天然气水合物矿藏的形成创造了有利条件。本文根据陆上天然气水合物的形成条件,从多方面讨论了水合物形成的可能性及其矿藏有利的分布位置,认为青藏高原完全有条件形成天然气水合物矿藏,最有利的分布区是藏北地区含油气盆地储集层的露头区。对水合物矿藏的研究不但具有资源意义,而且还有潜在的环境意义。     

Sediment permeability change on natural gas hydrate dissociation induced by depressurization

The permeability of a natural gas hydrate reservoir is a critical parameter associated with gas hydrate production. Upon producing gas from a hydrate reservoir via depressurization, the permeability of sediments changes in two ways with hydrate dissociation, increasing with more pore space released from hydrate and decreasing due to pore compression by stronger effective stress related to depressurization. In order to study the evolution of sediment permeability during the production process with the depressurization method, an improved pore network model (PNM) method is developed to establish the permeability change model. In this model, permeability change induced by hydrate dissociation is investigated under hydrate occurrence morphology of pore filling and grain coating. The results obtained show that hydrate occurrence in sediment pore is with significant influence on permeability change. Within a reasonable degree of pore compression in field trial, the effect of pore space release on the reservoir permeability is greater than that of pore compression. The permeability of hydrate containing sediments keeps increasing in the course of gas production, no matter with what hydrate occurrence in sediment pore.     

天然气水合物储层弹性波最小二乘逆时偏移研究

天然气水合物的弹性性质相比于周围岩层有明显的差异.传统声波成像方法采用声波近似,无法对其弹性性质进行准确地描述,弹性波偏移方法的成像结果分辨率低、中深部成像能量弱、振幅不均衡,存在低频噪声和采集脚印.为此,文中发展了一种弹性波最小二乘逆时偏移方法,在该方法中,推导了准确的弹性波最小二乘理论框架下的偏移算子和反偏移算子.为了提高计算效率并节省内存,引入了基于编码技术的混叠数据弹性波最小二乘方法,将多炮数据叠加为一个超道集,并采用编码技术压制串扰噪声.通过对两个含天然气水合物模型的试算验证了本文方法对天然气水合物储层成像的有效性及优越性.     

祁连山木里冻土区天然气水合物地球化学异常成因分析

在祁连山木里天然气水合物发现区,进行水合物地球化学勘查方法技术试验,试验结果表明:水合物发现区浅表土壤层,具有明显的深部热解气成因的烃类气体异常。地球化学测井剖面研究显示:在深层冻土中烃类气体以渗滤作用为主进行垂向运移,达到近地表土壤层中则以扩散作用向上迁移,最终在浅表沉积物中形成地球化学异常。     

烃类成因对天然气水合物成藏的控制

天然气水合物具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点,是未来的新型海洋能源。模拟实验显示,在烃类气体供给充分,温度低于平衡温度、压力大于平衡压力的条件下,天然气水合物的形成对于烃类气体的来源没有选择性。然而,已经获取的天然气水合物样品的分析显示,形成水合物的气体大多数为微生物成因气体,只有少量为热解气。最新的研究显示,形成生物气的营养源丰富,适合微生物的地质条件宽泛,生物气能够为形成天然气水合物提供充足的气源。通过对热解气和生物气形成天然气水合物条件的研究,以及对天然气水合物的地质分布特征的分析,笔者强调指出,与热解气相比,生物气更易于形成天然气水合物,而热解气形成的天然气水合物实际上意味着资源的严重破坏,并进一步认为,南海天然气水合物勘探方向,应集中在有利生物气形成富集以及有利于水合物形成的地质条件的分析和地质体的调查上,而不是在常规的深部油气藏附近展开。     

一种冻土区天然气水合物地球化学勘查新技术——惰性气体氦氖分析

开发不受沼泽微生物影响的地球化学勘查技术是提高中纬度冻土区天然气水合物探井预测成功率的重要课题之一。本文选择在祁连山聚乎更天然气水合物已知区进行惰性气体勘查技术实验,研究了氦氖的测试方法,实验区为高寒沼泽景观,面积150km~2,采样密度2点/km~2,采样深度60cm,采集土壤顶空气样品300件和DK-3井岩芯样品400件,应用色谱反吹技术对顶空气样品进行了惰性气体氦氖的分析。结合地质和地球化学勘查成果进行了综合解释,认为惰性气体异常与天然气水合物矿藏关系密切,与烃类异常浓度范围一致,为顶部异常模式。实验区天然气水合物矿藏11个水合物发现井有10个位于He、Ne异常内,1个井位于异常外。分析了天然气水合物岩芯顶空气轻烃和氦氖指标的垂向分布特征,提出了天然气水合物矿藏上方土壤惰性气体的地气迁移机理。研究区近地表氦氖异常源于深部水合物矿藏和断裂构造,不受沼泽微生物的影响,是冻土区天然气水合物勘查的一种有效技术。     

祁连山冻土区天然气水合物地球化学迁移机理探讨

陆域冻土区天然气水合物成矿机制较为复杂,水合物横向难以对比,形成机理不清楚,急需对天然气水合物迁移机理进行研究。文章根据祁连山冻土区天然气水合物发现区钻井揭示的地质和地球化学资料以及岩芯样品分析测试结果进行了综合分析。结果显示,研究区中侏罗统和上三叠统均为较好烃源岩,天然水合物气源以热解气为主,主要由上三叠烃源岩迁移和中侏罗统木里组烃源岩扩散提供,显示了多源多期次的特点。根据地质和地球化学分析,祁连山天然气水合物的形成经历了晚侏罗世—早白垩世的气体运移与聚集、中新世中晚期—上新世整体抬升、第四纪游离气体转化成天然气水合物矿藏3个阶段,经历了"先聚集-再抬升-后成藏"等过程,是构造-气候耦合作用的结果,初步建立了祁连山冻土区天然气水合物迁移机理。     

中国冻土区天然气水合物调查研究

中国是世界上第三大冻土国,在青藏高原和东北大兴安岭地区分布着大片的多年冻土区,并有较好的天然气水合物形成条件和找矿前景。20世纪90年代末就有部分科研人员开展了中国冻土区天然气水合物形成条件和分布预测的研究工作。2002年开始,中国地质调查局先后设立了5个地质调查项目,对中国冻土区开展了地质、地球物理、地球化学和遥感调查工作,并在祁连山冻土区成功地钻获了天然气水合物实物样品,取得了找矿工作的重大突破,使中国成为世界上既有陆地水合物也有海底水合物的少数几个国家之一。目前中国冻土区天然气水合物研究中仍存在着调查研究程度较低、技术装备落后、未开展试生产研究等问题。随着国家对天然气水合物重视程度的加强,中国冻土区天然气水合物的调查研究进程将会进一步加快,并有可能在不久的将来实现试生产。