页岩气勘查开发对含水层潜在甲烷污染成因机理

我国页岩气资源潜力丰富,勘查开发刚起步,环境保护工作需要基本理论和技术方法支撑。文章围绕我国页岩气勘查开发规划,以保障国家能源安全为宗旨,针对页岩气勘查开发过程中环境影响热点课题——含水层潜在甲烷污染成因机理问题,对其研究意义和国外研究现状进行了系统的分析和综述。得出目前国外该领域的研究可归纳为:(1)含水层中多种不同成因来源甲烷识别研究;(2)含水层甲烷污染途径与迁移通道识别技术研究。然而以上研究存在缺乏系统性证据或模拟中地质条件概化处理过于理想化等不足,有望在以下几方面投入更多的研究:(1)建立含水层中多种不同成因来源甲烷判定指标体系;(2)不同成因来源甲烷的定量化分析方法;(3)复杂地质结构和地层条件下的多次脉冲式非达西流垂向迁移模拟。     

基于微孔充填模型的页岩储层吸附动力学特征分析

微孔填充是吸附质分子在吸附剂纳微孔隙中、较高平衡压力下表现出来的一种吸附特征,以此为基础发展起来的热
力学理论在确定吸附剂微观结构及吸附性能研究方面起到了巨大推动作用。基于此,该文重点探讨了甲烷在页岩中吸附时
填充率θ、特征能量E、特征系数n、微分吸附功A 、吸附热Q、吸附焓ΔH 及吸附熵ΔS 的变化关系。结果表明：特征系数n
取1较为适当;温度升高特征能量E 值略降,3组样品E 值范围4.14~5.63 kJ/mol;随着θ 的不断增加,A ,Q ,｜ΔH ｜及｜
ΔS ｜等参数值逐渐降低,各能量参数随吸附进行而发生较为规律的变化,无突变。结果认为,热力学参数一定程度上代表
了TOC 及Ro 等参数的综合效应,受单一因素干扰性不强。将计算的Q 及ΔS 等热力学参数与四川盆地志留系龙马溪组页岩的
相应参数进行了对比,进一步表明四川盆地该套龙马溪组页岩具有巨大的页岩气勘探和开发潜力。     

利用量子力学势能数据预测温度、压力、盐度和沉积物孔径对甲烷水合物形成和分解的影响

介绍一个预测不同温度、压力、盐度和沉积物毛细管孔径条件下甲烷水合物 溶液 气体多相平衡模型。该模型以Van der Waals和 Platteeuw热力学模型、量子力学从头算粒子相互作用势能、DMW 92状态方程和Pitzer电解质理论为基础,能在很宽广温压范围内预测温度、压力、盐度和毛细管力对甲烷水合物形成和分解的影响。通过对比本模型的预测结果与实验数据,可知本模型能够准确地预测海水和多孔介质中甲烷水合物的相平衡条件。对于一定盐度下多孔介质中甲烷水合物的形成温压条件的在线计算可浏览: www.geochem model.org/models.htm。     

多步分解法初步研究石英砂中甲烷水合物p-T稳定条件

设计加工了一套研究海底沉积物水合物稳定条件实验装置,采用多步加热分解的方法对不同孔隙度的石英砂沉积物甲烷水合物相态平衡点(p-T稳定条件)进行了初步研究。为校验实验装置和实验方法,首先对甲烷水合物在十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中的生成和分解过程进行了研究,获得的实验数据与文献数据吻合得很好。在此基础上,以4种不同粒径(96~180μm、180~380μm、212~380μm和380~830μm)的石英砂为介质,分别研究了甲烷水合物的p-T稳定条件。结果表明,实验测得的数据与纯水溶液中的结果基本一致,说明在实验所用的不同粒径石英砂构成的孔隙尺度内,毛细管作用对水合物相态点的影响可以忽略。     

新元古代晚期盖帽碳酸盐岩的成因与“雪球地球”的终结机制

新元古代晚期约635 Ma的地球发育了到达赤道附近的冰川作用，地质记录上表现为代表寒冷气候的冰期沉积杂砾岩，直接被代表温暖环境的碳酸盐岩层（常称盖帽碳酸盐岩）覆盖。由于盖帽碳酸盐岩奇特的岩石学和地球化学特征，引起了对其成因认识的巨大争论，提出了“雪球地球”和“甲烷渗漏”等假说。“雪球地球”假设可以解释一些令人困惑的地学现象，如低纬度和低海拔冰川沉积、盖帽碳酸盐岩、碳酸盐δ13C负漂移和条带状铁矿层等，但许多科学家对此提出了质疑。最近对盖帽碳酸盐岩的δ13C分析结果（最低达-41‰）、盖帽碳酸盐岩发育的类似现代冷泉碳酸盐岩沉积组构等似乎支持“甲烷渗漏”假说。     

"可燃冰"--人类未来理想的替代能源

俗称“可燃冰”的天然气水合物，是最近20年来在海洋和冻土地带发现的新型洁净能源，是天然气和水在一定温度、压力条件下所形成的貌似冰状、可以燃烧的固体。据测定，1m^3“可燃冰”可释放200m^3的甲烷气体，其能量密度是煤的10倍，是常规天然气的2倍-5倍。据估算，世界上“可燃冰”所含有机炭的总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气的2倍。可以肯定，“可燃冰”将是未来人类理想的替代能源。     

稳定同位素在石油天然气地质中的应用与进展

分析总结了稳定同位素资料在判敢成因类型、确定干酪根母质来源、进行油／气／源对比、同气二次运移路线、探讨有机质的热演化规律、分析油气的次生变化以及油气混层开采中所起的重要作用,并介绍了稳定同位素的应用于理论研究和生产实践的最新进展。     

南海琼东南盆地沉积物地球化学特征及其反映的甲烷微渗漏作用

研究所用样品由“海洋四号”船于2005年8月在三亚市SEE方向约150km处采取。XRD和扫描电镜观察表明样品普遍存在自生碳酸盐、硫酸盐和草莓状（framboidal）黄铁矿。自生矿物组合和显微结构特征与冷泉沉积物类似，属微生物成因。孔隙水中Mg^2＋、Ca^2＋和硫酸根的浓度均有随深度增加而降低的趋势，说明这些组分在成因过程中被消耗。成岩反应过程中的溶解二氧化碳可能来自甲烷的厌氧氧化。样品中硫酸根的消耗主要和硫酸盐矿物沉淀有关，而非硫酸根还原。这意味着造成沉积物中黄铁矿大量沉淀的还原态硫并非来自采样深度，它和甲烷及Ba^2＋一样，均来自地层更深处。     

汶川地震与山崩地裂的极高压甲烷天然气成因和机理

笔者提出和论证了,汶川地震是由地壳深部一股海量异常高密度、高压甲烷天然气体突然破裂,逃出其闭圈围岩,再沿龙门山深大叠瓦状推覆断裂和不整合接触带,高速运移、膨胀、破裂和喷出岩层和断层造成的。山崩是一股高压气体高速运移到坚硬岩体山坡内部,将它们胀裂和快速推移造成的。地裂是一股高压气体高速运移到松软土体平地内部,将它们顶起变形和快速拉剪断裂造成的。     

贵州水稻田甲烷释放通量及碳同位素组成研究

贵阳近郊水稻田释放甲烷显示出一个三阶段的日变化过程：早晨至正午前后，稻田甲烷的释放处于一个相对低落阶段：下午至晚上，释放过程逐渐加强，并可能出现一至两个释放高峰；此后甲烷的释放又进入逐渐减弱阶段。贵州水稻日甲烷的δ^13C值在-64．5‰--54．1‰范围内变动，平均占δ^13C值为-60．7‰，与美国和肯尼亚所报道的稻田甲烷的碳同位素组成相近似。