南海北部神狐海域水合物钻探区沉积物地球化学特征

海底水合物形成分解/甲烷渗漏的甲烷以及相关的生物地球化学过程可能对海底的沉积环境产生影响,因此识别水合物的形成分解/甲烷渗漏对海洋沉积环境改造有助于了解水合物成藏特征及其形成分解过程。选取南海北部神狐海域2007年水合物钻探区的SH3钻孔沉积物为研究对象,对SH3钻孔岩心的碳硫数据、主微量元素,尤其是氧化还原敏感元素(U、Mo、U/Mo、V/Sr)进行分析测试,同时结合SH3钻孔孔隙水数据和前人对神狐水合物钻探区的研究成果等进行对比研究。结果表明南海北部神狐海域沉积物来源除河流沉积物以外,同时还有少量中国黄土以及大陆岛弧的长英质岩浆岩沉积物;通过对U、Mo、U/Mo以及碳硫数据分析,发现SH3钻孔在10~25 mbsf(meter below the seafloor)层位为硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic oxidation of methane, AOM)造成的还原沉积环境,AOM作用导致了在这一层位发生了LREE/HREE、MREE/HREE的分馏;SH3钻孔沉积物在约180~215 mbsf的含水合物层位出现了浊流沉积的次氧化的沉积环境,同时其赋存的细粒沉积环境也导致了轻重稀土元素的分馏,与水合物饱和度存在一定的相关性。     

海洋地震垂直缆在自由状态下的照明情况

海洋垂直缆地震数据采集具有高分辨率、高精度真三维成像等特点。作为未来海洋立体观测系统的重要组成部分,有必要全面分析海洋垂直缆观测系统中影响照明的因素,并优选出最佳设计方案。在垂直缆存在倾角的情况下,分析激发点密度、接收点密度、离底高度、倾角变化以及地层倾斜对目标层照明情况的影响,发现激发点密度与接收点密度直接影响目标层的总覆盖次数,海洋垂直缆的倾斜会影响低覆盖带的位置,海底坡度以及目标层的倾角使得照明聚光范围产生移动,地下隆起的目标层覆盖范围更大,照明强度更优。设计观测系统时,不仅考虑上述影响因素,而且垂直缆布设的位置也应当根据地层倾角以及垂直缆倾角,避开低覆盖带而选择高覆盖区域。     

基于改进的广义S变换的海洋地震资料随机噪音压制

常规广义S变换采用固定的高斯窗参数,在时频分析时不能够兼顾高低频端的信号,同时标准S逆变换在时频域滤波时会产生滤波噪音。本文提出了基于变频率高斯窗的广义S变换,同时改进了S逆变换公式。该方法不仅提升了信号时频谱的聚焦度,而且还消除了滤波噪音。通过计算包含随机噪声干扰信号的瞬时信噪比阈值,然后根据不同阈值有针对性的选择压制随机噪音的处理策略。合成数据和实际地震数据处理结果表明,该方法能够有效的压制随机噪音,提高地震数据信噪比。     

考虑热传导开采天然气水合物藏的可行性研究:以南海神狐海域为例

天然气水合物作为一种新型替代能源,如何有效开发成为当前研究的热点,热激发被认为是除降压法外天然气水合物开采的另一重要途径;然而,目前对于天然气水合物热开采效率及其经济可行性仍没有清楚的认识。本项研究构建了天然气水合物注热开采的模型,该模型经过理想简化,忽略了开采过程中热对流和压力差的影响,只考虑热作用对水合物分解的影响;进一步计算了水合物注热开采的热消耗效率和天然气的能量效益、可研究水合物开采的最大产出效率。通过对南海北部神狐海域天然气水合物藏特征以及钻井取心相关重要参数的研究,计算了天然气水合物的注热开发潜力,并通过相关参数的敏感性计算和分析研究,论证了神狐海域天然气水合物注热开采效率和可行性。研究结果显示,神狐海域水合物藏的单位长度生产井段3 a的最大累积产气量为509 m3,远低于工业开发标准。水合物热激发分解速度缓慢,注热开采水合物生产成本较高,经济效益低下;因此,基于热传导开采南海神狐海域天然气水合物不具备工业应用的可行性。     

南海北部陆坡区神狐海域构造特征及对水合物的控制

通过对南海北部陆坡区神狐海域高精度2D和3D地震资料的精细解释,在研究区共识别出4种构造类型,分别为气烟囱(流体底辟)、区域大尺度断层、深水扇中的正断层和滑移体中的滑脱断层。气烟囱具有直立的通道形态,其内部结构可划分为杂乱反射带、模糊反射带和顶部强振幅区域。大尺度断层位于水合物钻探区的西北部和东北部,断层规模大,对深部地层表现出明显的控制作用。深水扇中的正断层广泛发育于上新世的深水扇中,特别是在水合物钻探区西部进积特征明显的深水扇中,正断层的数量更多。滑移体中的滑脱断层在神狐海域的第四纪地层中非常常见,在剖面上呈雁列式分布。研究结果表明,大尺度断层由于和水合物钻探区的距离较远,对于水合物的成藏可能不起控制作用。气烟囱和规模小数量多的断裂体系为含气流体的运移提供了垂向和侧向的输送通道,构成了水合物的流体运移体系。当富含甲烷气体的流体通过这些垂向-侧向的运移通道时,在合适的温压条件下,被适于水合物聚集的沉积体所捕获,就有可能形成水合物。水合物钻探区内东西部构造特征的差异,使得研究区内形成了不同的流体运移体系,这可能是控制钻探区水合物不均匀性分布的一个关键因素。     

贵州普定灯盏河岩溶泉的硫同位素季节变化特征

通过对贵州普定后寨地下河补给区的灯盏河岩溶泉为期1年的泉水水文地球化学特征与水中SO2-4的硫同位素组成及季节性变化规律的分析,揭示灯盏河岩溶泉泉水中硫酸盐的来源及形成机理.结果表明:灯盏河岩溶泉的水化学类型主要为HCO-3·SO2-4 Ca2+型,具有很高的硫酸盐浓度,且变化幅度较大,SO2-4浓度为0.35~8.76mmol·L-1;灯盏河泉水SO2-4的硫同位素组成为(3.80~25.76)×10-3,反映泉水的硫同位素组成主要受土壤有机硫氧化和石膏岩层溶解的控制;泉水硫同位素组成季节性变化明显,表现为旱季大于雨季,且旱季变化平缓,主要受石膏溶解的控制,而雨季变化幅度较大,反映雨季地下水硫酸盐土壤有机硫源贡献的增加及其季节性差异.     

南海北部陆坡琼东南盆地晚中新世以来沉积物来源及输送样式

为了更好地揭示南海北部陆坡琼东南盆地晚中新世以来的沉积物输送样式,本次研究将盆地裂后期加速沉降阶段以来的沉积物充填样式作为研究对象,基于前人对这一区域潜在物源区的分析,通过对已有勘探成果的总结和归纳,对深水沉积体的类型进行识别,建立具有成因关系或相同来源的深水沉积体组合,尝试对沉积物输送样式进行划分和归类。研究结果认为,晚中新世以来,琼东南盆地主要存在海南岛物源、莺西物源、南部隆起带物源和神狐隆起物源等4个潜在物源区,沉积物输送样式可划分为垂向沉积物输送、轴向沉积物输送和转向沉积物输送3种类型。     

海底泥底辟(泥火山)对天然气水合物成藏的影响

海底泥底辟(泥火山)与周缘发育的天然气水合物存在着密切的关联,表现在静态要素和动态成藏2个方面。作为一种重要而有效的运移通道类型,泥底辟(泥火山)携带的气体将是天然气水合物的重要气体来源。同时,含气流体沿着泥底辟(泥火山)的上侵,可能会导致上覆地层中温压场和地球化学组分的改变,进而引起天然气水合物稳定带厚度的变化。因此,泥底辟(泥火山)将控制天然气水合物的成藏,如位于构造中心部位的矿物低温热液成藏模式和位于构造边缘的矿物交代成藏模式。另一方面,泥底辟(泥火山)的不同演化阶段将对天然气水合物的形成和富集产生不同的影响。早期阶段,泥底辟(泥火山)形成的运移通道可能并未延伸到天然气水合物稳定带,导致气源供给不够充分;中期阶段,天然气水合物成藏条件匹配良好,利于天然气水合物的生成;晚期阶段,泥火山喷发带来的高热量含气流体引起天然气水合物稳定带的热异常,可能导致天然气水合物的分解,直至泥火山活动平静期,天然气水合物再次成藏。      

渤南洼陷超压系统划分及结构特征

沾化凹陷的渤南洼陷为富油洼陷, 实测超压出现在沙三、四段, 埋深为2 300~4 200 m。综合大量的地压测试、测井和地质资料, 研究了现今超压分布和超压的测井及地震响应, 对单井、剖面超压发育特征和影响超压结构的地质要素进行了深入分析。超压带内泥岩声波时差偏离正常趋势线, 而泥岩密度没有明显偏低的响应。研究表明:渤南洼陷存在3个超压系统, 上超压系统为浅层沙一段发育的弱超压, 沙三段中下部的强超压构成中超压系统的主体, 下超压系统位于沙四段中;砂质质量分数大于20%的沙二段为常压。超压源层、低渗封隔层和断裂构造带3类地质要素控制着超压幅度和超压结构。泥质源岩产生的多相流体是形成超压系统的物质基础;沙一段压实泥岩、沙三中亚段的互层致密砂岩和泥岩、沙四上亚段的膏盐层作为压力系统封隔层, 对超压系统的形成和分布起到控制作用;断裂具有泄压和封堵双重性, 对地层压力和油气层横向分布具有重要影响。利用地震层速度计算得到了渤南洼陷现今大规模超压系统分布特征的整体认识。     

东沙海域SMI与甲烷通量的关系及对水合物的指示

硫酸根甲烷界面(SMI)是识别海洋沉积物中天然气水合物赋存(甲烷通量)的一个重要生物地球化学标志.通过对南海北部陆坡东沙海域37个站位浅表层沉积物中孔隙水的SO42-和H2S含量变化和沉积物顶空气甲烷含量的变化等地球化学特性进行分析,研究南海北部东沙海域硫酸根甲烷界面(SMI)的分布情况,通过硫酸根变化梯度估算甲烷通量.研究结果显示,东沙海域存在南部深水区"海洋四号"沉积体和北部浅水区九龙甲烷礁两个水合物有利区域,SMI埋深普遍较浅,指示较高的甲烷通量(3.8×10-3~5.9×10-3 mmol/(cm2·a)),与国际上已发现天然气水合物区的地球化学特征相类似.这种高甲烷通量很可能是由下伏的天然气水合物所引起的,暗示着该区海底之下可能有天然气水合物层赋存.