青海乌丽冻土区冷泉水溶烃对形成天然气水合物的指示意义

针对深处青藏高原腹地中低纬度高海拔(4 600~5 300m)永冻土地带的青海乌丽地区,开展了该地区天然气水合物形成的气源条件研究。冻土区地表沿断层发育若干冷泉,野外采集冷泉新鲜水500mL密封送实验室进行气相色谱分析。首先对水中溶解的烃在真空和60℃恒温条件下脱出气体,将脱出气体经ρ(NaOH)=300g/L的碱液吸收CO2,余下气体经碱液驱赶至量气管上端,计量脱出气体的体积,并转移至另处;然后根据溶解烃含量注入适当体积的脱出气体进行色谱标定、单点外标定量。结果在冷泉中检测出CH4体积分数一般在223.60~1 097.30μL/L之间,最高达1 113.21μL/L。野外工作查明烃源岩主要为上二叠统那益雄组含煤碎屑岩建造,次为上三叠统巴贡组碎屑岩。前者中赋存的煤层及炭质泥岩为天然气水合物气源供给的重要母质。此研究成果揭示该地区具备形成天然气水合物藏的良好气源条件及成藏潜力。     

青海祁连山冻土区发现天然气水合物

祁连山冻土区位于青藏高原北缘,多年冻土面积约10×10~4km~2,具有良好的天然气水合物形成条件和找矿前景.2008～2009年间中国地质调查局在青海省天峻县木里煤田聚乎更矿区施工"祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程",迄今共完成钻探试验井4口,总进尺2059.13m,分别在DK-1、DK-2和DK-3钻井中钻获天然气水合物实物样品,取得了找矿工作的重大突破.天然气水合物产于冻土层之下,埋深133～396m.水合物呈白色、乳白色晶体,点火能燃烧,红外热像仪测温后呈明显的低温异常,放进水里强烈冒泡,水合物分解后能不断冒出气泡和水滴,并残留下特征的蜂窝状构造.激光拉曼光谱仪检测呈现特征的水合物光谱曲线,测井曲线也具有较明显的高电阻率和高波速标志.祁连山天然气水合物具有冻土层薄、埋深浅、气体组分复杂、以煤层气成因为主等明显特征,是一种新类型水合物.这是我国冻土区首次钻获的天然气水合物实物样品,也是全球首次在中低纬度高山冻土区发现天然气水合物实物样品,具有重要的科学意义和经济意义.     

青海木里地区天然气水合物形成条件分析

我国的青藏高原地区有大面积的多年冻土分布,其适宜的温压条件为天然气水合物的形成创造了有利的环境。在青藏高原北部祁连山区木里煤田多年冻土层煤炭地质勘查施工中,发现天然气水合物存在的证据。通过分析木里地区多年冻土带天然气水合物的形成条件,对天然气水合物烃类气体的来源进行了探讨,提出煤层和煤系分散有机质热演化过程中形成的烃类气体是木里煤田天然气水合物主要来源的观点,将并其称之为“煤型气源”天然气水合物。     

青海木里地区天然气水合物三维地震探测

首次在中国祁连山冻土区青海木里地区实施了针对天然气水合物的三维地震探测。根据工区内冻土层厚度、地层岩性、水合物储集空间类型和赋存深度等特 点,设计了三维地震数据采集方案,制定了地震数据处理流程,获得了良好的三维地震探测结果。结果表明,工区内天然气水合物赋存层段地震响应特征与国外冻土区的天然气水合物具有明 显差异;冻土层厚度、岩性、水合物储集空间类型等因素,对该区地震资料振幅、频率、速度等影响显著;水合物层段的地震资料存在低频、中等杂乱振幅等明显的特点,这些特征为该区天然气水合物探测和识别提供了依据。     

青南乌丽冻土区天然气水合物钻进工艺及应用研究

在介绍了国内外冻土区天然气水合物勘探开发现状的基础上,针对我国青南冻土区水合物的勘探要求,设计了水合物勘探孔TK-2孔的钻孔结构,合理配置了钻探设备,采用了大直径绳索取心钻进工艺+泥浆制冷技术。同时,分析了冻土覆盖层融化扩孔和钻杆内壁结泥皮现象,并采取了相应的解决措施。野外试验结果表明,钻进台月效率达到702.07 m,全孔平均岩心采取率为93.5%,且在孔深229～234 m处岩心有冒泡助燃现象,验证了TK-2孔配套的钻进工艺是切实可行的。     

青海木里地区天然气水合物反射地震试验研究

天然气水合物是一种新型潜在能源,广泛分布于大陆边缘海底沉积物和陆上永久冻土带中。2008年,在我国祁连山冻土区首次钻获天然气水合物实物样品。2010年,作者在木里地区开展了反射地震方法探测天然气水合物的试验研究,通过综合分析解释反射地震和测井及地质资料,初步认为含天然气水合物介质形成的反射波在地震剖面上具有低速、弱振幅、高频的特征。在成藏机制上,天然气水合物的分布与深部断裂破碎带有关,天然气沿深部断裂构造向上运移,并受冻土层的封闭而富集,在合适的温压条件下形成天然气水合物矿藏。     

我国海域发现天然气水合物

我国地质工作者在中国南海西沙海槽区开展的天然气水合物前期调查中,发现了多处存在天然气水合物的可靠证据.这是在我国海域首次发现和证实天然气水合物这一新的矿产资源的存在.天然气水合物是20世纪发现的一种新的矿产资源,产出的天然气能够满足能源、经济、环境和效率的需要,被称为21世纪具有商业开发前景的战略资源,是新世纪的理想替代能源.我国的石油资源战略后备严重不足,这一资源的发现将对我国国民经济的可持续发展提供很重要的能源基础.目前,中国地质调查局已将这一资源的调查列入国土资源大调查项目之一.     

青海木里地区陆域天然气水合物地震波阻抗特征研究

天然气水合物主要分布在海底以下和永久冻土带.海域天然气水合物储层有比较明显的高波阻抗异常特征,但是针对陆域天然气水合物波阻抗特征的研究较少.文中针对青藏高原青海木里地区的陆域天然气水合物储层,结合DK-9井资料对经过DK-9井的L1测线二维反射地震数据进行了井约束的稀疏脉冲波阻抗反演,并分析了DK-9井中四层赋存天然气水合物的储层在波阻抗剖面上的特征,结果显示该地区陆域天然气水合物储层波阻抗特征较围岩差异性较小,无法单独通过波阻抗特征进行识别,需结合其它资料综合考虑进行识别.     

青海木里三露天地区天然气水合物资源量初步评价

在前人工作基础上,重点以青海煤炭地质一0五勘探队在青海木里三露天实施的系列天然气水合物钻井资料为基础,根据已发现天然气水合物产出层位、岩性、深度、气体异常、厚度变化、主控断层等信息,同时通过对地质异常、三维地震、测井化探、微生物多种方法技术的成果对比和分析,在平面上确定出研究区天然气水合物分布区块,进一 步运用体积法估算了青海木里聚乎更煤矿区三露天地区天然气水合物资源量,并对其经济可采性进行了初步评价。结果显示,三露天地区天然气水合物烃类气体控制的地质储量和推测的地质 储量分别为213.85万m³和452.60万m³;结合对三露天调查区天然气水合物的地质认识、资源量、开采技术条件等因素的综合分析,认为调查区天然气水合物赋存情况复杂、资源量偏低、开 采技术不成熟,目前暂不具备经济开采价值。     

青海省天峻县木里地区天然气水合物地震响应特征

天然气水合物是一种新型的潜在能源,广泛分布于大陆边缘海底沉积物和陆上永久冻土带中。2008年,在祁连山冻土区首次钻获天然气水合物实物样品。2010年,在木里地区开展了反射地震方法探测天然气水合物的试验研究,通过综合分析解释反射地震资料和地质资料,初步认为含天然气水合物介质形成的反射波在地震剖面上具有低速、弱振幅、高频的特征。在成藏机制上,天然气水合物的分布与深部断裂破碎带有关,天然气沿深部断裂构造向上运移,并受冻土层的封闭而富集,在合适的温压条件下形成天然气水合物矿藏。     

青海省天峻县木里地区天然气水合物发现区 浅表地球化学特征

在青海木里天然气水合物发现区分别采集50件浅表土壤样品和顶空气样品,采用顶空间轻烃法、酸解烃法和蚀变碳酸盐法研究其浅表地球化学特征。结果表明,顶空气中可检测出C1—C3,土壤中检测出C1—C5,酸解烃各指标之间具有显著的相关性,碳酸盐指标与酸解烃也呈显著的正相关。地表烃类气体来源为原油伴生气、凝析油伴生气和煤型气,与水合物同源,显示出深部热解成因气的特征。     

青海木里冻土区AMT探测天然气水合物正演模拟研究

自2008年首次在中低纬度带青海木里地区发现天然气水合物以来,开展了一系列的地球物理与地球化学勘查工作,但该区的水合物储层呈现低孔低渗的特征,给勘探工作带来了诸多挑战.为了研究冻土区的天然气水合物模型的电性响应特征,开展了冻土区天然气水合物AMT正演模拟研究.针对木里地区天然气水合物薄层分布的特点,结合该区天然气水合物层测井电阻率值分布特征构建了砂岩与泥岩两类模型,通过对不同参数的两类模型开展AMT正演模拟与反演研究,得到了两类模型的电性响应特征,结果表明:当水合物层的厚度/埋藏深度和水合物层/围岩电阻率比值满足一定条件时,无论是砂岩模型还是泥岩模型,可通过一维反演曲线分辨水合物层;在木里地区水合物稳定带内,无论是砂岩模型还是泥岩模型,对于水合物层的电阻率为含水合物砂岩层、泥岩层的均值时,当其厚度/埋藏深度≥10%时,可通过一维反演曲线分辨水合物层;而当水合物层厚度/埋藏深度≤5%,则无法分辨水合物层.     

木里地区永久冻土层的形成及对天然气水合物的成藏影响

以青海木里天然气水合物成藏地区为研究对象,总结分析了现有木里地区永久冻土和天然气水合物的特点;基于青藏高原第四纪的气候调查相关证据和现有地质勘探资料,利用FLAC3D模拟计算永久冻土的形成过程,计算结果表明,现有的永久冻土可能形成于晚全新世新冰期(4000～3000至1000 a BP),约经历170 a的降温后形成稳...     

青海木里地区冻土层、断层分布特征与天然气水合物成藏条件分析

以往研究表明冻土层及断层是陆域冻土区天然气水合物重要成藏要素,为了研究木里天然气水合物地区的断层及冻土层分布情况和天然气水合物成藏条件,应用音频大地电磁测深对木里试验区进行了冻土层及断层构造调查.依据试验区电性结构划分出了5组断层和4个断层构造发育区,其中F3断层发育规模最大.试验区冻土层发育不均匀,平面以岛状特征分布,平均厚度超过60m,划分了3个冻土层发育区.分析了天然气水合物成藏与冻土层、断层构造之间的关系,结合冻土层及断层构造条件,试验区东部F3-3至F3-5及F4断层附近为天然气水合物成藏有利区.     

青海南部冻土区天然气水合物成藏控制因素

基于开心岭和乌丽地区天然气水合物钻探试验井相关资料,在天然气水合物含油气系统理论的指导下,对青海南部冻土区天然气水合物的形成要素进行了分析。研究表明:青海南部冻土区具备较好的形成水合物的温度压力条件,冻土平均厚度达84m,连续稳定发育的冻土层可作为水合物天然的盖层;冻土层下平均地温梯度2.03℃/100m,甲烷水合物稳定带计算值为240~450m;那益雄组煤系烃源岩广泛发育、厚度大、TOC含量高且处于高-过成熟阶段,可以作为良好的烃源岩;区内褶皱、断层、裂隙发育,相互连通后不仅可以为流体提供高效的运移通道,还能为水合物提供良好的储集空间。钻探实践表明:研究区具有良好的天然气水合物勘探前景,天然气的来源及气体的运移-聚集是其成藏的关键控制因素,并形成以裂缝型天然气水合物为主的水合物矿藏。此外,青藏高原冻土层的发育深刻影响了天然气水合物的形成和保存,其与水合物含油气系统各要素在空间上的配置,共同控制了水合物的形成和分布。     

祁连山冻土区天然气水合物地质控制因素分析

对祁连山冻土区天然气水合物勘探区DK-2至DK-6钻孔地层、岩心粒度、断层破碎带以及冻土层属性进行了综合分析。结果表明,研究区水合物储存首要控制因素是可为深部气源提供流体通道的区域主断层,其他小断层和破碎带可为水合物提供部分流体来源及储存空间,气体来源以深部热解气为主;不同沉积环境地层中水合物赋存层段的粒级组分含量不同,局部粗碎屑沉积亦可为天然气水合物提供有利储存空间;而水合物的储存不仅受冻土层厚度控制,还可能与冻土层岩性有很大关系,有利的"盖层"(低孔隙度、低渗透率)可能更利于水合物的赋存。此外,江仓组地层也可能对天然气水合物有一定的岩相控制作用。     

青海省天峻县木里地区天然气水合物微生物地球 化学检测法（MGCE）试验

以木里煤田天然气水合物发现区为正演模型,探索和研究微生物地球化学检测法（MGCE）对于陆域天然气水合物勘查的实用性与可靠性。冻土带地表土壤中专性微生物含量异常与地下天然气水合物丰度具有良好的关联性,因而能灵敏而有效地预测天然气水合物的富集带。探区内天然气水合物具有以热成因气为主、生物气为辅的混合气源特征。试验成果表明,在青藏高原冻土带天然气水合物和油气资源勘查中,灵敏、快捷、经济而有效的微生物地球化学检测法（MGCE）将会有广阔的应用前景。     

青海省木里煤田天然气水合物资源量估算

天然气水合物是一种新型的清洁能源矿产资源,据估算其资源量是全球煤炭、石油、天然气资源总量的两倍。青藏高原北部祁连山木里煤田天然气水合物的发现,是我国天然气水合物研究的重大突破。基于煤炭地质勘查工作及其相关研究成果,采用煤炭总量理论产气量法、天然气水合物体积法、天然气水合物稳定带体积法等三种方法,首次估算了木里煤田天然气水合物的潜在资源量,这对于评价该区天然气水合物资源前景具有重要意义。