青藏铁路沿线多年冻土区天然气水合物的地质、地球化学异常

通过对青藏铁路沿线多年冻土区重点地段野外冻胀、坍塌、冷泉冒气现象的观测及对低空大气、冷泉气体、表层冻土沉积物、地下冰等不同介质中气体的地球化学分析,发现部分冻土区如托纠山、昆仑山口、雁石坪等地区存在着明显的地质地球化学异常。这些气体地球化学异常可能主要是由青藏高原多年冻土区不同类型的断裂作用把深部气体带至浅部冻土沉积物中形成的,另一部分可能与浅部有机质转化成烃的作用相关,还有一部分可能与冰川发生位移造成的烃类气体聚集体重新分配有关;地质异常现象可能与该区构造热活动或天然气水合物形成的演化有关。对比前人的模拟计算结果,本次地质地球化学异常区的冻土厚度基本能满足天然气水合物形成的温压条件,这些异常可能与天然气水合物有关。     

天然气水合物专题研讨会简介

报道了天然气水合物专题研讨会的概况，介绍了天然气水合物及其地理化学特征，并就开发天然气水合物对分析测试技术的要求做了简单介绍。     

天然气水合物地球化学勘查方法

天然气水合物是一种潜在的新能源,广泛分布在大陆架边缘的深海沉积物和陆域多年冻土区。地球化学勘查技术作为天然气水合物勘探的重要手段之一,愈来愈受到极大的关注。笔者综合国内外研究现状,分别介绍海域和永久冻土带天然气水合物勘查中应用的主要地球化学方法,并详述各种方法的机理和研究进展。     

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 ）.     

天然气水合物形成的地质模式

根据对引起天然气水化合物形成的各种自然过程进行的研究和对天然气水合物在地下深部存在的可能性所作的评价以及根据引用的观测资料，划分出引起天然气水合物形成的低温，海侵，成岩，迁移流，断层，地层削蚀，热液，沉积和海底火山等作用的地质模式，并对这些模式的特征进行了描述。业已证明，最主要的天然气富集模式都是在海底条件下实现的。在大陆和极地陆棚的厚层冰冻岩带也可形成水合物弱富集。     

天然气水合物地质前景

天然气水合物广泛存在于极地地区,通常与冻土带的近海和深海以及陆架和岛屿边缘密切相关。天然气水合物具有三个方面的研究意义;作为化石燃料具有很大的资源力;作为临界状态物质,具有水下地质灾害的潜在灾害;作为有机碳库,对全球气候变化产生重要影响。气体水合物赋存于地表浅层２０００米深度。由于气体水合物的不稳定性特征,温度和压力微小变化都将会造成水合物分解,发生地质灾害,如海底滑塌、滑坡,此类灾害在民办各地曾     

祁连山木里地区天然气水合物地球化学勘查

目前,陆域永久冻土带天然气水合物勘查没有形成一种有效的勘测技术,成为冻土带水合物勘探的瓶颈。笔者在祁连山木里天然气水合物发现区进行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酸解烃、顶空气等地球化学指标具有明显异常,地球化学异常与水合物为同源成因,初步提出木里地区天然气水合物地球化学勘查模式。     

关于天然气水合物开发问题的思考

简要介绍了３种已试验的从天然气水合物中回采甲烷的方法以及一种新的分子控制开采方案,着重介绍了国外学者提出的采用在陆地上铅、凿斜井、平巷、配合井下钻孔作为采气通道的海洋水合物开采法,并提出了我国应采取的对策和建议。     

中纬度带天然气水合物地球化学勘查技术

祁连山冻土区木里地区天然气水合物矿藏是迄今为止在中纬度带首次发现的水合物矿藏,为了研究中纬度带水合物地球化学勘查技术,选择木里矿区作为方法技术的试验区。试验指标内容有土壤顶空气、酸解烃、碳酸盐和甲烷碳同位素。研究表明:祁连山木里天然气水合物矿藏存在明显的近地表地球化学异常;由甲烷碳同位素和烃类组成判断地表油气化探异常为热解成因,指示该区天然气水合物成藏物质来源于油气和煤成气。进一步研究了中纬度带冻土区天然气水合物成藏模式,指出该区进行天然气水合物勘探的同时应进行石油和煤成气的综合勘探。     

输气管线中天然气水合物形成的地球化学控制因素

对于纯气体形成水合物，甲烷形成的温压条件最高，丁烷最低，乙烷和丙烷介于二之间。在甲烷-乙烷和甲烷-丙烷的二元混合体系中，形成水合物时随甲烷含量增高，形成温度降低、压力增高；对于自然产出天然气的多组分混合体系，随丙烷 丁烷含量增加，水合物形成压力降低，温度增高。增高水合物体系的盐度或加入阻凝剂，水合物的形成压力增高，温度降低。在确定的环境温度条件下，根据天然气成分可以确定天然气形成水合物的最大压力，从而能最大限度地提高输气设备的工作效率；加入阻凝剂或提高体系的盐度也可大大提高输气设备的工作效率。     

黑海天然气水合物地质调查现状分析

黑海天然气水合物资源丰富,是我国未来开展国际合作的重要区域.论文系统地总结、分析了黑海地区天然气水合物近50年的地质调查结果,包括天然气水合物的分布、资源潜力和地质调查特点等.分析归纳要点包括:黑海地区天然气水合物类型以Ⅰ型为主,主要赋存在细粒沉积储层中,甲烷资源量最高可达850万亿m3;除俄罗斯外,黑海周边其他各国的调查能力和装备实力相对较弱,各专属海域水合物调查程度较低,资源分布不明;土耳其积极参与国际合作项目,具备一定的调查能力和装备实力,是我国未来合作的重点.     

勘查地球化学方法适用于勘查天然气水合物的依据

人们一直关注勘查地球化学（即化探）方法能否适用于以固体形式赋存于孔隙沉积地层中的水合物介质。从水合物地质学和水合物勘探地震学提供的烃类物质微渗漏的事实、水合物化探自身理论和国际ODP 204航次水合物钻井样品的地球化学分析结果以及南海水合物研究区的化探实践3个方面探讨并阐述了勘查地球化学方法在水合物勘查中的适用性,化探方法能够从海底沉积物的痕量化学组分的分布上追踪水合物存在的有利证据。     

湖北恩施地区硒地质地球化学环境背影

我国湖北省恩施州存在一个高Ｓｅ环境区和一个低Ｓｅ环境区。它们曾分别暴发流行过人体Ｓｅ中毒和克山病。在高Ｓｅ区的地层岩石中共有５个含Ｓｅ层位,因而本区在各个地质历史时期都存在高Ｓｅ地质背景,但Ｓｅ中毒只发生于下二叠统茅口组上段和吴家坪组控制的范围内。富Ｓｅ的二叠系岩石中以硅质炭质页岩含Ｓｅ最高（平均２４７．７２×１０－６）,其次为含炭硅质岩（平均５２．４×１０－６）,最低为硅质白云岩（平均３．１３×１０－６）。Ｓｅ质量分数随上述岩石类型降低的趋势与这些岩石中有机炭浓度依次降低有关。高Ｓｅ区同一地层岩石在不同地点发育的土壤总Ｓｅ质量分数和水溶性Ｓｅ质量分数的分布存在明显的差异。根据这种差异可划分出３种土壤Ｓｅ的分布类型,并据此提出进行高Ｓｅ中毒危险区的地球化学预测。高Ｓｅ与低Ｓｅ土壤出露范围的大小决定于其源岩所处的地质构造、岩石性质与产状和地形坡度综合作用的结果。富Ｓｅ岩石和缺Ｓｅ岩石各自产于褶皱的两翼和向斜核部。产状平缓且与坡度方向一致,呈面状大面积出露,其派生的土壤Ｓｅ影响范围较大。在挤压褶皱两翼的富Ｓｅ岩层产状陡,呈狭窄条带出露,其派生的土壤Ｓｅ影响范围取决于搬运介质的性质、强度以及所处的地形条件。     

Gas Sources of Natural Gas Hydrates in the Shenhu Drilling Area, South China Sea: Geochemical Evidence and Geological Analysis

The Shenhu gas hydrate drilling area is located in the central Baiyun sag, Zhu Ⅱ depression, Pearl River Mouth basin, northern South China Sea. The gas compositions contained in the hydrate-bearing zones is dominated by methane with content up to 99.89% and 99.91%. The carbon isotope of the methane (δ13C1 ) are 56.7‰ and 60.9‰, and its hydrogen isotope (δD) are 199‰ and 180‰, respectively, indicating the methane from the microbial reduction of CO2 . Based on the data of measured seafloor temperature and geothermal gradient, the gas formed hydrate reservoirs are from depths 24-1699 m below the seafloor, and main gas-generation zone is present at the depth interval of 416-1165 m. Gas-bearing zones include the Hanjiang Formation, Yuehai Formation, Wanshan Formation and Quaternary sediments. We infer that the microbial gas migrated laterally or vertically along faults (especially interlayer faults), slump structures, small-scale diapiric structures, regional sand beds and sedimentary boundaries to the hydrate stability zone, and formed natural gas hydrates in the upper Yuehai Formation and lower Wanshan Formation, probably with contribution of a little thermogenic gas from the deep sedments during this process.     

天然气水合物形成过程中的气体组分分异及地质启示

自然地质条件下不同气源的天然气体由于其组成不同,对天然气水合物的成藏条件产生不同影响。以2个常规天然气样品为例,在中国石油大学自行研制的水合物成藏一维模拟实验装置上进行了水合物成藏模拟实验,并对实验前后的原始气样、水合物形成后的游离气、分解气进行了气体组分分析。实验结果表明：水合物分解气中CH₄、N₂含量降低,而C₂H₆、C₃H₈、iC₄H₁₀、nC₄H₁₀、CO₂含量增大,游离气中各组分的变化趋势刚好相反,这意味着同等的温度压力条件下,C₂H₆、C₃H₈、iC₄H₁₀、nC₄H₁₀、CO₂等与CH₄、N₂相比更易于形成水合物;通过计算分解气体各组分相对于原始气体的相对变化量发现,在实验温度压力条件下（高压釜温度范围为4~10 ℃,气体进口压力为5 MPa）,烃类气体与水结合形成水合物的能力由甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷依次增加;由于不同烃类气体与水合物结合的条件不同,导致水合物形成过程中气体组分发生分异,水合物中甲烷含量减少、湿气含量增大,而游离气中气体变化相反,在自然地质条件下形成由水合物稳定带上部溶解气带、水合物稳定带及下部游离气带（或常规气藏）甲烷含量呈中-低-高特点,湿气和二氧化碳含量呈低-高-中的三层结构分布模式,因此,同一气源气体在不同带内表现出不同的气体组分特征。     

海洋天然气水合物元素地球化学异常的实验研究

海洋天然气水合物在生成过程中会引起周围沉积物孔隙水中元素地球化学异常,这些异常是指示天然气水合物存在的重要标志。在自制的实验装置上,模拟了海洋天然气水合物的生成过程,对海水中各离子浓度的变化进行了初步研究。结果表明：在不同的反应条件下,水合物的生成对各离子浓度变化的影响不同。压力越大,耗气量越大,生成水合物的量就大、纯度高,其排盐效应也较强,导致海水溶液中离子浓度的增高,而水合物中离子含量却呈降低趋势。     

试论天然气水合物成藏系统

针对天然气水合物理论预测和实际产出的不一致性、各种标志或异常未与天然气水合物建立起严格的对应关系、世界范围内已知或由BSR等间接指标所指示的天然气水合物在垂直方向和水平方向上分布的不确定性,如何更好地从地质系统论角度研究天然气水合物成藏过程和分布规律,尝试提出天然气水合物成藏系统概念,分别从烃类生成体系、流体运移体系、成藏富集体系对天然气水合物成藏过程进行了初步探讨;同时运用此思路对世界上调查研究程度较高的分布区开展了天然气水合物成藏系统初步分析。     

青海省祁连山冻土区天然气水合物存在的主要证据

2008年冬季和2009年夏天首次在我国陆域祁连山冻土区钻获到天然气水合物实物样品。野外直接观察到白色冰状天然气水合物与点火燃烧现象及其他明显的异常现象,如含天然气水合物岩心表面强烈地冒气泡、渗出水珠、没入水中冒出长串气泡、井中释放异常压力气体、密闭条件下解析出异常含量气体、岩心晾干后留下重烃斑迹、残余细蜂窝状构造、伴生晶型完好的菱形自生方解石矿物、热红外低温异常等现象;室内激光拉曼光谱检测到天然气水合物笼状体峰及其包含的烃类气体峰,宏观地球物理测井曲线上显示含天然气水合物岩心段存在明显偏高的电阻率和声波速度异常。祁连山冻土区天然气水合物及其异常现象主要产出在冻土层下130~400 m之间的细砂岩孔隙与裂隙中及泥岩、油页岩、粉砂岩等裂隙中。