中国南海北部神狐海域高饱和度天然气水合物成藏特征及机制

基于中国南海北部神狐海域GMGS3钻探区内岩心、测井、二维及三维地震数据综合分析,对黏土质粉砂储集层高饱和度扩散型天然气水合物分布特征、差异聚集机理及其成藏机制进行研究。研究结果表明:高饱和度水合物通常对应着高电阻率、低声波时差,强似海底反射(BSRs),且在BSRs下部可能存在泥底辟及气烟囱等形式的流体渗漏现象;水合物储集层以黏土质粉砂细粒沉积物为主,局部存在具有较高孔渗性的粉砂细粒沉积物;水合物类型以Ⅰ型为主,在Ⅰ型水合物层的底部可能存在Ⅱ型水合物;水合物气源为热解气、微生物气混合成因,来自白云凹陷中心深部的热成因气通过断层和泥底辟及气烟囱向浅层运移并与原位生物气混合,直至运移至水合物温度、压力稳定区域中富集形成高饱和度水合物;流体运移输导系统影响和控制了高饱和度水合物差异聚集成藏。     

南海北部陆坡流体运移差异性的原因分析——以神狐天然气水合物钻探区和LW3-1井区为例

神狐天然气水合物(以下简称水合物)钻探区和LW3-1井区均位于南海北部陆坡珠江口盆地,平面相距约25km,但其天然气(水合物)的成因却不相同。为此,首先对神狐海域高精度2D/3D地震资料进行了精细解释,共识别出底辟构造(气烟囱)、大尺度断层、上新世中尺度正断层和更新世滑脱断层等4种含气流体的运移通道。在此基础上,对比分析了神狐水合物钻探区和LW3-1井区运移通道的平面分布特征。结果表明:气烟囱虽在两个区域内都有发育,但在形态、规模、内部结构、与围岩接触关系等方面却存在着明显的不同;晚中新世以来,神狐水合物钻探区以上新世正断层和更新世滑脱断层为主,前者被认为是流体侧向运移的通道,后者则沟通了气烟囱和海底,可被视为流体的逃逸通道,而LW3-1井区则主要发育沟通深部的大尺度断层,且剖面上呈现为地堑/地垒的特征。结论认为:LW3-1井区中沟通深部烃源层的气烟囱和大尺度断层,其垂向的流体输送能力要强于神狐水合物钻探区,这便是造成这两个相邻区域流体运移条件不同的主要原因。     

琼东南盆地疑似泥底辟与天然气水合物成矿成藏关系初探

根据琼东南盆地构造沉积特征,区域地球物理调查与油气勘探成果,分析研究了该区疑似泥底辟发育与分布特征及其与天然气水合物富集成矿成藏之间的关系。结果表明：疑似泥底辟与天然气水合物均主要展布于盆地凸起和凹陷构造单元过渡带或沉积凹陷中心等区域,二者分布位置上具有一定的重叠性,而沉积有机质生成的浅层生物气及亚生物气与深部热解气等,均可通过泥底辟及气烟囱或断层裂隙构成的气源供给输导系统,在深水区高压低温稳定域富集成矿形成天然气水合物,表明泥底辟及气烟囱等构成的气源供给运聚通道系统与天然气水合物成藏具有一定的时空耦合配置关系。预测研究区存在“生物气-亚生物气自源自生自储原地成矿成藏、热解气他源断层裂隙输导下生上储异地成矿成藏、热解气他源泥底辟及气烟囱输导下生上储异地成矿成藏”3种类型天然气水合物成矿成藏模式。     

南海北部琼东南盆地天然气水合物气源及运聚成藏模式预测

南海北部琼东南盆地南部深水区流体活动强烈,天然气水合物（以下简称水合物）气源岩类型多,气源供给系统及运聚条件良好,是我国深水水合物资源的重要远景区之一。为深入研究该区水合物的形成条件及资源潜力,根据盆地构造沉积演化及油气地质条件与多年来的油气勘探成果,分析了该区天然气的成因类型和资源潜力;根据高分辨率地震解释资料,重点剖析了气源供给的运聚通道系统与水合物成藏的耦合关系;最后结合水合物成藏地质条件,探讨了水合物的成藏模式。结果表明：①该区热解气和生物气气源充足、资源潜力大,能够为水合物的形成提供充足的烃源供给;②天然气运聚系统较优越,存在生物气源自生自储型、热解气源断层裂隙下生上储型和热解气源底辟及气烟囱下生上储型3种类型的水合物成藏模式;③深水区热解气源下生上储型水合物,其热解气源输送运聚通道主要为断层裂隙和泥底辟及气烟囱所构成的纵向运聚供给系统,其形成展布及优劣,主要取决于构造沉积演化、断裂活动和活跃地质热流体异常侵入活动。     

白云凹陷天然气水合物气源条件再认识

运用南海北部珠江口盆地白云凹陷实际勘探的地质、地球化学资料,对该区天然气水合物的气源条件、气源成因和运移通道进行了分析和探讨.结果表明,盆地内巨厚的古近系-新近系烃源岩及第四系富有机质沉积岩可生产大量的热成因气和细菌成因生物气,为天然气水合物的形成提供了大量的气源;盆地内断裂和底辟构造发育,把热成因气源源不断从深部运移...     

琼东南盆地典型渗漏型天然气水合物成藏系统的特征与控藏机制

为了深入探究渗漏型天然气水合物(以下简称水合物)运聚成藏的机制,基于高分辨率地震、海底观测、水合物钻探、随钻测井、岩心资料及钻后地球化学分析结果,从气源、运聚、储集、封盖等成藏条件入手,剖析了南海北部琼东南盆地渗漏型水合物成藏系统的特征与控藏机制。研究结果表明:①渗漏型水合物富集成藏受控于松南低凸起构造及其上发育的气烟囱,气烟囱构成的天然气运聚通道与水合物稳定域空间匹配决定了水合物的主要分布范围;②海底冷泉系统及地震剖面上出现的天然气渗漏地震反射异常,是渗漏型水合物分布与赋存的有力指示标志;③渗漏型水合物差异分布特征明显,横向上水合物聚集在具有明显渗漏通道构成的储集空间内部,而没有通道沟通水合物稳定域的区域仅聚集薄层水合物,垂向上水合物的分布厚度、产状及饱和度等也表现出差异性;④水合物气源具有生物气及热解气双重供给特征,热解气与深部中央水道岩性气藏及古近纪烃源岩有着密切的成因联系;⑤充足的天然气通过气烟囱及水道边界断层等通道运移聚集,并在海底浅层块体流沉积(MTDs)细粒黏土质粉砂封盖条件下富集水合物,MTDs内部的裂缝构成了渗漏型水合物主要的储集空间。结论认为,在低凸起及富生烃凹陷成藏的背景下,充足的天然气通过低凸起上气烟囱高效运聚成藏,气烟囱上覆MTDs内部是否出现渗漏通道是能否形成和富集水合物的关键,也是渗漏型水合物差异运聚成藏的主要控制因素。     

琼东南盆地典型渗漏型天然气水合物成藏系统的特征与控藏机制

为了深入探究渗漏型天然气水合物（以下简称水合物）运聚成藏的机制，基于高分辨率地震、海底观测、水合物钻探、随钻测井、岩心资料及钻后地球化学分析结果，从气源、运聚、储集、封盖等成藏条件入手，剖析了南海北部琼东南盆地渗漏型水合物成藏系统的特征与控藏机制。研究结果表明：①渗漏型水合物富集成藏受控于松南低凸起构造及其上发育的气烟囱，气烟囱构成的天然气运聚通道与水合物稳定域空间匹配决定了水合物的主要分布范围；②海底冷泉系统及地震剖面上出现的天然气渗漏地震反射异常，是渗漏型水合物分布与赋存的有力指示标志；③渗漏型水合物差异分布特征明显，横向上水合物聚集在具有明显渗漏通道构成的储集空间内部，而没有通道沟通水合物稳定域的区域仅聚集薄层水合物，垂向上水合物的分布厚度、产状及饱和度等也表现出差异性；④水合物气源具有生物气及热解气双重供给特征，热解气与深部中央水道岩性气藏及古近纪烃源岩有着密切的成因联系；⑤充足的天然气通过气烟囱及水道边界断层等通道运移聚集，并在海底浅层块体流沉积（MTDs）细粒黏土质粉砂封盖条件下富集水合物，MTDs内部的裂缝构成了渗漏型水合物主要的储集空间。结论认为，在低凸起及富生烃凹陷成藏的背景下，充足的天然气通过低凸起上气烟囱高效运聚成藏，气烟囱上覆MTDs内部是否出现渗漏通道是能否形成和富集水合物的关键，也是渗漏型水合物差异运聚成藏的主要控制因素。     

珠江口盆地白云凹陷天然气水合物与浅层气识别及成藏控制因素

珠江口盆地已进行大量水合物钻探,是水合物研究的热点区域。结合白云凹陷研究区三维地震数据、均方根振幅属性切片和相干属性切片等资料的综合分析,在典型地震剖面上识别了强振幅异常、似海底反射、块体搬运沉积、空白反射带、多边形断层及局部构造高地等特征,认为识别的气烟囱、正断层、多边形断层等与发现的珠海组气层相连通,且强振幅异常可以反映水合物在该区的分布。结合钻井资料对水合物及浅层气成藏的控制因素进行了分析,认为白云凹陷研究区发现的天然气水合物及浅层气的分布主要受深部气藏和流体运移通道影响,深部热成因气为气藏的重要气体来源,流体运移通道主要包括起源于下部气藏的气烟囱、正断层以及浅层渗透性地层。     

琼东南盆地深水区天然气水合物成藏主控因素及模式

通过综合解释琼东南盆地深水区的最新钻井、测井和地震资料,结合盆地数值模拟分析,对研究区天然气水合物成藏的主控因素开展了研究,建立了琼东南盆地深水区天然气水合物的成藏模式。结果表明,气源岩、输导体系、稳定域、块体搬运沉积体系（MTDs）以及储集层的岩性差异是控制天然气水合物形成和富集的重要因素。琼东南盆地古近系烃源岩和浅层有机质可提供充足的气源,由底辟构造、气烟囱以及断层共同组合形成的网络输导体系控制了烃类气体的运移、聚集和天然气水合物的形成,粗粒沉积物和稳定域内的MTDs可为天然气水合物的富集和成藏创造有利储层条件和盖层条件。综合分析认为,气源通道和MTDs是控制高含气饱和度天然气水合物矿藏形成的最为关键的因素;深部构造和MTDs较为发育且靠近生烃凹陷的区域是高含气饱和度天然气水合物聚集的有利地区。     

莺歌海盆地热流体上侵活动与天然气运聚富集关系探讨

指出:莺歌海盆地是新生代发育的一个高温盆地,其高地温场及高大地热流值主要集中于盆地中部坳陷区的泥底辟构造带;由于热流体活动的分区分块与分层的局部性侵入,导致了CO₂等非烃气及烃类气运聚富集亦县分区分块与分层性。认为泥底辟发育演化及热流体上侵活动是控制天然气尤其是CO₂等非烃气运聚乃至富集成藏的主导因素,而CO₂等非烃气与烃类气的运聚时间及运聚通道的差异,则是控制和制约烃类气与非烃气差异运聚及富集成藏的关键所在。     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏系统

深化对于南海北部神狐海域天然气水合物（以下简称水合物）成藏系统的认识，有助于科学评价该区水合物资源潜力、指导下一步的勘查工作。为此，借鉴常规油气成藏系统理论，充分利用水合物勘查实践成果，提出了水合物成藏系统的概念，并以此系统论思想为基础，从水合物成藏的气源供给、流体输导及储集层出发，利用地震、测井、取心及测试等资料，深入分析了神狐海域水合物成藏系统的特征。研究结果表明：①该区水合物成藏具有双源、多通道、多期成藏的特征；②来自浅部的生物气和深部的热成因气，通过具有渗漏能力的断裂、底辟、气烟囱等通道以及具有一定渗透性的沉积岩运移至水合物稳定域内形成水合物藏；③气源供给、输导通道及储集层共同控制了水合物的差异聚集；④水合物成藏系统在纵向上呈现出明显的成藏组合，主要表现为低饱和度水合物层—高饱和度水合物层—水合物＋游离气层—游离气层上下叠置分布的特征；⑤平面上，不同区域水合物的产出状态、分布厚度、饱和度等差异明显。结论认为，神狐海域具有良好的水合物成藏条件，但水合物在聚集和分布上则呈现出不均匀性的特征，评价其资源潜力应综合考虑气源供给、输导通道及不同类型储集层在时空下的耦合关系。     

基于运移输导体系的天然气水合物成藏类型——以琼东南盆地H区为例

琼东南盆地是南海天然气水合物富集区和重点勘查地区,但天然气水合物地质研究薄弱。通过三维地震资料解释、地球化学资料分析和大量调研统计,对琼东南盆地H区开展了以水合物成藏系统为主线、运移输导体系为重点的研究。累计48组地球化学数据分析表明,H区水合物分解气的甲烷碳同位素特征(δC₁=-48.2‰)和较高的乙烷、丙烷含量(C₂₊含量为21%),指示该区气源具有“热成因气为主、含混合成因气”的特征。地震解释发现,H区第四纪构造活动程度弱,NNE走向发育的气烟囱构造群、多边形断裂—粉砂复合体、海底滑塌扇构成了主要运移输导体系和优质储层。基于H区天然气水合物的气源特征和运移输导体系,预测并分析了“富含热成因气的气烟囱型水合物、富含热成因气的多边形断裂—粉砂复合型水合物、富含热成因气和混合成因气的海底滑塌扇水合物”成藏类型。      

南海北部琼东南盆地天然气水合物成藏数值模拟

为查明南海北部琼东南盆地生物成因和热成因天然气的资源潜力及其对天然气水合物成藏的贡献,根据琼东南海域天然气水合物调查区典型二维地震剖面,构建了该区的地质模型,并结合区域内岩性、地热和地球化学等参数对其进行了天然气水合物成藏的数值模拟。结果表明：琼东南盆地具备天然气水合物成藏的稳定域范围,稳定域厚度介于220～340m之间;生物气和热解气的资源潜力巨大,满足天然气水合物形成的气源条件;运移条件优越,有利于天然气水合物的聚集成藏。最后根据气体来源及其运移特征讨论了该区域天然气水合物成藏的地质模式。     

中国第一口超千米深水钻井液技术

LW3-1-1探井位于中国南海珠江口盆地，作业水深1480m，完钻井深为3843m，地层以大套灰色泥岩和页岩为主，具有强水敏性．要求钻井液具有良好的流变性、润滑性、抑制性，良好的抗盐、抗钙、抗高温和抗低温能力，以及强的天然气水合物抑制能力。该井采用了PFMX钻井液体系，钻井周期为49d，介绍了钻井液工艺及现场应用情况。PFMX体系表现出很多油基钻井液的优点，如好的润滑性、高的钻进速率、膜效应、强的井眼稳定及页岩抑制性，解决了强水敏性地层的井壁稳定等问题，还解决了深水钻井中遇到的挑战，如低的破裂压力梯度、天然气永合物、浅层水流、深水低温等问题，满足了该区块作业需要。     

阳信-花沟地区二氧化碳气藏成藏模式

讨论了阳信花沟地区二氧化碳气的成因、运移、聚集及成藏模式.对研究区地球化学、深部地质背景、深断裂发育及火山岩分布等资料分析表明,二氧化碳主要来自无机幔源岩浆成因气体,地壳内低速异常体可能是气体初始积聚区,与之沟通的断裂输导网络是垂向运移的通道;沉积盆地内气体的释放和聚集具有明显的分带性,区内2个剪切构造带以及2个早第三纪裂谷—火山岩构造带是二氧化碳气体释放、聚集及成藏的最有利地带,二氧化碳气藏、新生代火山岩以及源幔氦同位素异常主要沿剪切构造带和裂谷火山构造带的主干断裂呈“串珠状”分布;不同构造带发育不同的二氧化碳气聚集模式和气藏类型,其中剪切构造带主要发育深层古潜山中深层背斜或断块浅层披覆构造型气藏组合;裂谷火山岩构造带主要发育火成岩伴生的二氧化碳气藏.