天然气水合物甲烷量及资源量的计算

１　天然气水合物的分布１．１　永久冻土带天然气水合物的分布陆地环境的天然气水合物仅分布在永久冻土带。目前已经确认或推测的地点有８处,其中俄罗斯北部５处,阿拉斯加和加拿大北极海沿岸区３处（Ｋｖｅｎｖｏｌｄｅｎ,１９９８;Ｃｏｌｌｅｔｔ１９９３,１９９４）。１．２　海区天然气水合物的分布根据Ｋｖｅｎｖｏｌｄｅｎ等（１９９３）统计,天然气水合物在水域（海域以及湖沼环境）的分布有４７处。到１９９６年,加上日本周边海域的发现,共计５７处。其中,太平洋（白令海、颚霍茨克海、日本海）２７处,大西洋（加勒比海、…     

GIS辅助估算南海南部天然气水合物资源量

具有低温高压条件的深海是天然气水合物形成的有利场所。从海底天然气水合物稳定分布的赋成条件入手,分别根据Levitus水温数据和Sloan的CSMHYD程序拟合出水温水深方程和相界线方程。假定南海南部温度梯度范围为59—90℃·km-1,得天然气水合物稳定带厚度与水深的关系方程。采用最新的南海南部海底数字地形图数据,在GIS平台上分析得到天然气水合物稳定带的分布图,进而获得南海南部天然气水合物稳定带最大厚度为230—355m,容积为5.7×1013—9.5×1013m3;甲烷量为2.451×1015—4.085×1015m3;资源量为1.729×1013—2.169×1013m3。     

海底天然气水合物资源量计算及环境效应评估

计算天然气水合物的资源量是比较复杂的 ,利用垂直大陆边缘横断面面积来计算水合物资源量的方法 ,能较好地反映外界条件变化所导致的水合物资源量在时间上的变化趋势。呈透镜状的水合物横断面面积主要与以下 6个参数有关 :水的活度、大陆坡深度、大陆架转折端的深度、大陆坡坡度、底部水温以及地热梯度。其中 ,前 3个参数中任何一个减小或者后 3个参数中任何一个增大都会导致横断面面积的减小。运用VisualBasic 6 0编程 ,以布莱克海岭地质背景为例 ,根据横断面面积、充填率和孔隙度计算全球海底水合物资源量约为 3 97× 10 5km3 ,与其他学者的计算结果相当。进而推算出LPTM约有 0 38× 10 5km3 的水合物被溶解并释放到海洋和大气圈中 ,导致当时沉积的碳酸盐岩和有机物的平均δ13 C下降 - 2 5‰的重大地质事件。这种水合物资源量计算方法 ,对分析地史时期类似重大转折时期评估天然气水合物对全球环境的影响 ,具有较强的启迪作用     

加拿大天然气水合物的分布和资源量估算

在麦肯齐三角洲—波弗特海、北极群岛、加拿大所属的大西洋边缘 ,地球物理测井已解释出多处水合物分布区。在麦肯齐三角洲从钻井中采集到了天然气水合物样品 ( Mallik2 L-3 8井 ) ( Collett et al.,1 999,等 )。大多数甲烷水合物岩心的存在范围从 2 0 0 m到最大稳定深度 ,其中最大稳定深度可从区域压力和温度条件推断出。天然气水合物的最大稳定深度在麦肯齐三角洲—波弗特海为 1 4 0 0 m,在北极群岛为1 80 0 m( Majorowicz and Judge,1 991 ,等 )。在加拿大所属的大西洋边缘 ,特别是拉布拉多陆架和纽芬兰岛东北 Grand Banks,测井数据显…     

国外海域天然气水合物资源量评价方法对我国的启示

天然气水合物资源量评价结果关系着对水合物资源价值、环境影响和潜在危害等科学问题的认识,是天然气水合物资源勘探开发工作中首要且最重要的内容。水合物资源量评价方法的选择、改进和发展决定了资源评价工作的质量和结果的可信度。通过分析国内外现有水合物资源量评价方法,明确了水合物资源量的含义(资源量/储量);依据成藏和生烃2种不同的评价思路,总结了4种评价方法;探讨了国外海域水合物资源量评价经验对我国的启示,认为通过掌握水合物成藏规律,采用基于生烃思路的方法,可以整体把握影响因素变化趋势,从而获取有效区域评价参数;通过结合已有地震、测井和钻井资料,采用基于成藏思路的方法,可以精细刻画各目的层的构造和沉积特征,增加资源量评价结果的可信度。     

冲绳海槽天然气水合物稳定带特征及资源量评价

根据冲绳海槽多道地震资料的处理解释,在16条地震剖面上发现了水合物似海底反射层BSR,经过AVO、波形反演等特殊的处理技术,首次直接利用BSR圈定了冲绳海槽天然气水合物的具体分布范围,直接利用数据得出了天然气水合物稳定带厚度在冲绳海槽的分布趋势,认为海槽南部最厚,中部次之,北部最薄,并通过计算得出了冲绳海槽水合物稳定带的厚度和水合物资源量,对今后海槽水合物勘查和资源量评价具有一定的指导意义.     

DIX公式法在天然气水合物速度分析中的应用

采用DIX公式法对南海北部陆坡A测线层速度进行计算，结合BSR、振幅空白带以及波形极性反转等多种水合物赋存信息的分析，对水合物成矿带的速度特征进行了综合研究。结果表明：低速背景中的高速异常，是天然气水合物赋存的重要特征；高速异常体一般呈平行于海底的带状分布；在高速异常体的内部，速度也是不断变化的，一般在异常体的中心速度最高，由中心到边缘速度逐渐降低，反映在水合物矿带内部，水合物饱和度由矿体中心向边缘逐渐降低的特征。研究结果表明高精度速度分析不仅可以帮助寻找水合物矿点，还可以进一步判定水合物的富集层位。     

南海的天然气水合物矿藏

讨论了南海的地形地貌特征，以及中新生代的构造运动历程，认识到中中新世之前，这里经历了一系列的构造运动，但在中国新世之中，这里无构造运动，只是发生区域沉降，由此认为南海应有丰富的天然气水合物矿藏，进而估算了南海天然气水合物的总资源达643．5亿一772．2亿t油当量。     

天然气水合物几个值得考虑的问题

2001年5月16～18日 ,由广州海洋地质调查局和广东省石油学会主办的“天然气水合物调查动态、勘探方法和成果研讨会”在广州举行。来自中国地质调查局、中国地质科学院、中国科学院、中国海洋石油总公司、教育部高等院校系统等近100名专家学者参加了本次会议。大会收到论文45篇 ,7位专家在大会发言 ,28位专家在分组会上进行了交流。本“天然气水合物研究专辑”就是这次会议征集的部分论文 ,论文内容仅涉及地质地球物理、地球化学方面的勘探方法及研究成果 ,像天然气水合物的利用、实验室的模拟技术等论文未收录。金庆焕院士在闭幕式会议总结中引用了美国科学家莫尔提出的“天然气水合物的发现是世界近代6大成就之一”的论断 ,并指出 :天然气水合物的形成机制、资源量的计算以及赋存区钻探前各种资料的准备仍需要做大量研究和开拓性工作。相信在已取得的南海西沙海槽、东海等实际调查资料的基础上 ,作为21世纪潜在新能源的天然气水合物研究工作会更加深入 ,在理论和实践上也会有所突破和创新 ,谨以此作为本专辑编辑之说明 ,并以“天然气水合物几个值得考虑的问题”为序。     

台西南盆地天然气水合物甲烷量估算

南海北部陆坡区的台西南盆地是天然气水合物潜在分布区之一,水合物稳定带的研究对天然气水合物成矿与分布规律以及资源评价都具有重要意义,根据SO-177中德合作航次南海北部陆坡天然气水合物地质的调查资料,结合天然气水合物的相平衡条件和相应的压力-温度方程,计算了台西南盆地A区和B区的水合物稳定带厚度,并讨论了水合物稳定带厚度的分布特征。另外,对A区和B区天然气水合物中甲烷资源量进行了初步估算,估算结果为:A区甲烷资源含量为8.5739×1011～5.1443×1012m3,B区甲烷资源含量为1.4518×1012～8.7111×1012m3,A区和B区甲烷资源总量约2.3029×1012～13.8544×1012m3。初步估算结果显示,台西南盆地天然气水合物甲烷资源量潜力巨大。     

海洋磁力梯度测量技术在水合物勘探中的应用

在天然气水合物勘探中,海底的泥底辟和泥火山构造是重要的研究对象。在高分辨率地震剖面解释中,直接识别泥底辟构造存在一定困难,主要因为泥底辟构造和火成岩侵入体在形态上十分相似,容易造成解释的多解性。本文就目前天然气水合物调查中存在的这些特殊技术问题。通过对海上高精度磁力测量技术方法研究、广州海洋地质调查局“海洋四号”船在南海北部东沙海域的海上试验、对试验结果的系统研究分析以及磁测和地震剖面两种手段的综合解释,成功地尝试了用高精度海洋磁测成果中的磁力总场和梯度变化特征来识别水合物勘探中高分辨率地震剖面上的泥底辟构造真伪的技术方法。     

南海北部神狐西南海域天然气水合物成矿远景

通过对南海北部神狐西南海域的构造、沉积及气源环境研究,探讨了神狐西南海域天然气水合物的成矿条件,认为该区具有天然气水合物良好的成矿环境;通过穿越神狐西南海域陆坡深水区的典型高分辨率地震剖面资料的解释,初步判识出天然气水合物的可能分布区,预测了天然气水合物的成藏远景。     

高分辨率多道地震勘探技术在南海天然气水合物调查中的应用

天然气水合物资源作为人类未来可以利用的一种清洁能源越来越受到各界的关注。根据天然气水合物矿藏的分布特点,提出用高分辨率多道地震勘探的技术方法对天然气水合物资源进行探查的可行性,并以南海某陆坡天然气水合物资源勘察为例,详细论述了应用该方法的具体步骤和参数选择的重要性。通过分析获得的地震剖面评判该方法在天然气水合物勘探领域的应用前景和实际价值。     

南海天然气水合物的成矿远景

通过对南海的中新生代区域构造、中上新世纪沉积、近－现代地貌及地温条件的分析，结合ODP184航次钻探成果和水合物最新调查资料，探讨了南海水合物的成矿条件，认为具有良好的成矿地质构造环境；通过对南海陆坡深水区现有大量多道地震调查资料的重新判读，发现南海地区存在多处水合物的地震标志－BSR，以活动边缘笔架增生楔和非活动边缘西沙－东沙为例，重点解剖水合物的地震特征，建立其成藏模式，总结其成矿规律，预测水合物资源远景，为今后在该海域寻找水合物矿床、预测水合物资源远景起到抛砖引玉作用。     

海洋浅表层天然气水合物资源评价

浅表层天然气水合物具有埋藏浅、厚度大、纯度高等特点。现有的评价方法多针对于具有明显BSR反射特征的中深层天然气水合物,而对浅表层天然气水合物的相关研究鲜有发表。本研究通过对国内外浅表层水合物发育区广泛调研,以浅表层水合物的形成机理为基础,探究水合物资源评价方法的选择;以水合物空间展布规律为参考,明确评价范围界定条件;以综合指示特征为参考,分析评价参数的选取依据。并在此基础上,与中深层天然气水合物进行对比,提出浅表层天然气水合物资源刻度区选取及解剖的初步建议,引出评价中存在的问题,梳理出浅表层天然气水合物的资源评价方法的关键问题。     

分形理论在天然气水合物研究领域的应用

天然气水合物作为一种潜在的替代能源和环境扰动因素,相关研究仍然面临着水合物储层微观结构量化表征不足的问题,而分形理论为此提供了良好的思路与手段。首先介绍分形理论基础,然后对分形理论在水合物研究领域的应用情况进行综述,接着概述含水合物沉积物有效孔隙分形理论,最后对研究进展进行总结并展望未来分形理论在水合物研究领域的可能方向。     

蒙特卡洛模型在现代黄河三角洲浅层沉积物压实速率模拟中的应用

在进行黄河三角洲浅层沉积物固结压实研究中,过去传统的方法通常基于钻孔和剖面,进行局部计算分析。为克服钻孔分布不均的局限性需研究整个现代黄河三角洲地区浅层沉积物的压实沉降特征,基于1987年黄河三角洲地区综合工程地质勘察获取的钻孔资料,采用了数学地质中的蒙特卡洛方法,结合土力学的分层总和法对整个现代黄河三角洲浅层沉积物的压实速率进行模拟,并分析了压实模拟的具体影响因素。结果表明当前浅层沉积物的90%累积概率(P90)的压实速率变化范围为0.18~9.07 mm/a,影响模拟沉积层的压实速率主要因素为沉积物的初始孔隙比、压缩系数和平均沉积速率,上述要素均与压实速率呈显著正相关,软土层应是浅沉积地层压实沉降的主要贡献层。提出按照时间序列分别对不同流路时期叶瓣进行模拟,更符合现代黄河三角洲地区的沉积环境和历史,并对比23个地面沉降水准监测数据,定量分离了浅层沉积物固结压实分量,其约占沉降总量的13%。     

海底天然气水合物稳定带的特征分析

水合物稳定带（HSZ）控制着海底天然气水合物的成矿作用和分布规律，其厚度及分布范围决定了天然气水合物的蕴藏量，所以水合物稳定带的分析对天然气水合物的成矿与分布规律、成因与演化机制以及资源研究具有重要的指导意义。水合物稳定带本身受海底温度、压力和甲烷量等因素的影响，其变化会影响水合物稳定带的范围、稳定带底界的位置，并制约着天然气水合物的稳定性和甲烷气的释放。