中国海域的天然气水合物资源

天然气水合物是甲烷等天然气在高压、低温条件下形成的冰状固体物质。据估算,全球天然气水合物中碳的含量等于石油、煤等化石能源中碳含量的2倍。在人类面临化石能源即将枯竭的时候,各国科学家和政府都把目光投向这一未来能替代化石能源的新能源。新生代构造演化历史、沉积条件、沉积环境等显示,南海具有生成和蕴藏巨大天然气水合物资源的条件;南海海域的地震反射剖面多处显示存在BSR反射波;2007年已钻探见到水合物样品。东海冲绳海槽在第四纪的沉积速率高(10~40cm/ka),槽坡存在泥底辟构造和断裂活动,从上新世以来发生过两次构造运动,这些对天然气水合物的形成是十分有利的;因此,中国海域的天然水合物资源是十分丰富的,在不远的将来它可能成为新的替代能源。     

东海陆坡及邻近槽底天然气水合物成藏条件分析及前景

在西太平洋边缘海中,东海是唯一没有获得天然气水合物样品的边缘海。利用已有的地震资料、海底温度资料等,从沉积物来源、沉积地层厚度、烃源岩条件、沉积速率、海底温度—压力条件等方面对东海水合物成藏条件进行了分析。认为冲绳海槽沉积物源丰富,沉积厚度大,且发育烃源岩地层。冲绳海槽较高的沉积速率主要分布于冲绳海槽槽底沉积中心,以及西部陆坡连接海底峡谷底部的三角洲区域。根据冲绳海槽实测的海底温度数据,整个冲绳海槽地区600m以深的范围都能够满足水合物发育的温度、压力条件。以温度梯度为30℃/km计算,冲绳海槽中水合物稳定域的最大厚度为650m。冲绳海槽盆地中普遍发育的底辟构造、背斜构造等局部构造,以及网格状断裂系统,为烃类气流体的向上及侧向运移创造了有利条件,成为天然气水合物发育的有利区带。根据已经发现的BSR特征来看,东海地区天然气水合物前景广阔。     

天然气水合物成矿带的识别技术研究

在天然气水合物的地震资料解释过程中,常规地震剖面上难以识别水合物成矿带的准确位置。通过多年的实践对比研究,认为波形、速度反演、速度模型、流体因子、瞬时振幅、相对极性和能量半衰时等各种地震剖面,能够较好地揭示水合物成矿带的地球物理异常特征。收集整理了一部分国内外对水合物成矿带的识别技术,并提出了在无井的情况下,如何利用波形、速度和各种地震属性剖面所提供的信息来确定水合物成矿带的一些新想法,以期对水合物资源量的评估能提供比较有价值的参考依据。     

The hydrogeochemistry of methane: Evidence from English groundwaters

The presence of methane (CH₄) in groundwater is usually only noticed when it rises to high concentrations; to date rather little is known about its production or natural ‘baseline’ conditions. Evidence from a range of non-polluted groundwater environments in England, including water supply aquifers, aquicludes and thermal waters, reveals that CH₄ is almost always detectable, even in aerobic conditions. Measurements of potable waters from Cretaceous, Jurassic and Triassic carbonate and sandstone aquifers reveal CH₄ concentrations of up to 500 μg/l, but a mean value of < 10 μg/l. However, aquiclude and thermal waters from the Carboniferous and Triassic typically contain in excess of 1500 μg/l. Such high concentrations have so far only been found at redox (Eh) potentials below 0 mV, but in general CH₄ concentration and Eh value are poorly correlated. This suggests a lack of thermodynamic equilibrium, which is confirmed by comparing pe values calculated from the redox couple C(4)/C(− 4) with those derived from Eh. Genesis of CH₄ appears to occur on two timescales: a rapid if low rate of production from labile carbon in anaerobic microsites in the soil, and a much longer, millennium scale of production from more refractory carbon. Methane is rarely measured in groundwater; there is no single ionic determinand which acts universally as a proxy, but a combination of high HCO₃ and low SO₄ concentrations, or the reverse, is an indication that high amounts of CH₄ may be present.     

Potential for irradiation of methane to form complex organic molecules in impact craters: Implications for Mars, Titan and Europa

The release of methane from crater sites following meteorite impact is a possible consequence of the thermal alteration of organic matter, or tapping of reservoired gas of biogenic or abiogenic origin. At least the latter is feasible on Mars. Methane and higher hydrocarbons are susceptible to polymerization and precipitation by radioactive minerals. Where such minerals are present in impact target rocks, the craters can be a preferred site for carbon concentration, and the formation of complex organic molecules. On icy bodies, such as Titan and Europa, methane released by impact could be a fuel for prebiotic chemistry involving other forms of irradiation.     

ODP204航次天然气水合物的可能有利储层——浊积层

为了解岩性在天然气水合物分布中的作用, 利用岩矿鉴定、扫描电镜和能谱法对ODP204航次的 4个站位 10个钻孔共计 115个沉积物样品进行分析, 发现沉积物中矿物成分基本相近, 以粘土矿物为主, 含少量以石英为主的陆源碎屑。样品中含有丰富的硅藻和有孔虫等微体化石, 可形成硅藻粘土—硅藻土、有孔虫硅藻土或凝灰质硅质生物粘土。石英碎屑大多呈棱角状, 粒径小、含量少, 同时, 样品中可见透镜体、团块或旋涡状层状结构以及杂乱堆积的斑杂构造。上述特征表明沉积物为含有大量深海或半深海的浊流沉积物或其夹层。由于钻井岩心中有相当部分的天然气水合物样品分布在上述沉积物中, 推断这些浊流沉积物很可能是ODP204航次天然气水合物的有利储层。     

笼状水合物拉曼光谱特征与结构水合数的耦合关系

为了探讨不同气体组分和环境介质对形成笼状结构类型水合物和水合数的影响, 开展了一元体系 (CH4、CO2、C3H8 )和二元体系(CH4 +CO2、CH4 +C3H8、CH4 +N2 )的水合物生成结晶充填过程、结晶构型和动力学特性分析, 并对生成的水合物进行了拉曼光谱分析。结果表明单组分甲烷充填小孔穴 512和大孔穴 512 62 形成Ⅰ型笼状结构水合物(SⅠ), 二氧化碳和丙烷只占据大孔穴 512 64 形成Ⅱ型笼状结构水合物 (SⅡ ); 而二元混合组分中小孔穴中只充填有甲烷, 而没有CO2、N2 和C3H8。应用反褶积的ν1 对称谱带测定了CH4 分子在Ⅰ型结构大孔穴和小孔穴中的相对占有率,并根据谱带的面积比(对应于小孔穴与大孔穴)计算了平衡条件下甲烷水合物孔穴占有率及其耦合的水合数, 认为气体分子的大小不仅影响它所充填的孔穴形态和类型, 而且影响水合物生成的结构类型和水合数。     

海底天然气渗漏形成水合物量的线性动力学模型:以墨西哥湾GC185区块Bush高地为例

世界许多地区如墨西哥湾，存在着大量天然气渗漏并形成水合物的现象，出于科学，生态，气候和安全的需要。人类有必要弄清存在于海底以水合成形式存在的天然气的比例。因此，构建了水合物形成量的线性动力学模型，以分析墨西哥湾GC185块区Bush高地海底渗漏天然气的地质过程和行为。Bush高地渗漏的天然气来源于附近的Jolliet气藏，结果表明，渗漏天然气中约有9％的海底形成了水合物。     

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。     

陕西彬县大佛寺D4钻孔勘察地球化学研究

运用烃类勘察地球化学方法，对鄂尔多斯盆地南部彬县大佛寺井田钻遇中休罗统煤层的耽钻孔，进行了垂向剖面多指标的综合地球化学研究。结果表明：剖面中所有岩样中的烃类物质均为热解烃生成初期演化阶段的煤成烃产物，具明显的同一性；由煤层至地表黄土，所有岩样中的烃类呈明显的、规律性垂直向上运移。这证实地下煤层烃类在近地表具有很好的地球化学信息显示，利用勘察地球化学方法找煤／煤层气是可行的。