南海神狐海域水合物对岩心电阻率的影响

研究南海神狐海域天然气水合物的电学特性,对资源量的估算具有重要意义。选取南海神狐海域SH7B站位岩心样品,采用高过冷度和冰点以下温度震荡等方式,合成含天然气水合物的岩心样品,实验研究含天然气水合物海底沉积物的电学特性。甲烷在3.6℃形成天然气水合物时,岩心样品电阻率从1.220Ω·m(水饱和状态)增加至2.150Ω·m(水合物饱和度S_h为37.7%);当S_h≤18.0%时,样品电阻率变化明显,水合物开始胶结于沉积物颗粒;当18.0%S_h≤25.0%时,电阻率变化较平缓,水合物可能以接触模式存在于沉积物孔隙;当S_h25.0%时,大量的水合物可能胶结于沉积物孔隙,以致电阻率增加较快。最终甲烷气体难以扩散至被水合物封闭的孔隙流体中,电阻率趋于稳定。     

南海北部天然气水合物潜在区973-3岩心古菌多样性

海底微生物产甲烷和甲烷厌氧氧化作用对全球甲烷循环有着重要影响。在全球升温的背景下,海底天然气水合物作为地球上的一个巨大甲烷库,具有重要的环境效应。利用基于16S rDNA的分子生物学技术,对南海北部台西南盆地天然气水合物潜在区沉积物中古菌多样性进行了分析,探讨了成岩环境因素对古菌种群分布的影响。结果显示：在973-3岩心20～450 cm深度段,Methanosaeta为优势菌群,所占比例为32.9%;Methanosarcinales在542～870 cm深度段所占比例最高,达到28.3%;Methanomicrobiales在1 075～1 162 cm深度段所占比例高达20.7%。973-3岩心古菌种群分布与甲烷产生、氧化密切相关,预示其下部赋存天然气水合物。973-3岩心成岩环境参数垂向变异与天然气水合物成藏有着明显响应关系：pH值随岩心深度增加而变大,E_h（氧化还原电位）值、盐度和沉积物粒径的变化趋势则相反。973-3岩心与日本海、南海神狐海域等天然气水合物赋存区、非赋存区古菌群落结构明显不同,这是由于pH值、E_h值和沉积物粒径等成岩环境参数对973-3岩心古菌种群分布有着显著影响,故必须深入研究微生物代谢甲烷活动的生态位,以提高古菌群落结构对天然气水合物的指示性。     

甲烷渗漏背景下硫酸盐还原对含铁自生矿物生成的影响

海底甲烷渗漏现象广泛分布于天然气水合物潜在区,甲烷渗漏区发生的甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原作用,不仅控制着甲烷的渗漏,还会促进自生矿物的形成,在铁含量较多的沉积层则呈现为含铁自生矿物的富集。利用低温高压反应釜模拟海底沉积层环境,对环境中甲烷-水-岩-微生物的相互作用进行了实验研究,探讨了甲烷渗漏环境中硫酸盐还原对含铁自生矿物生成的影响。实验结果显示：反应溶液中pH、ORP下降,HS^-和HCO₃^-离子浓度上升,指示反应釜内发生了硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化作用。溶液中总铁含量实验前后减少了约7.5 mg/L,说明存在与铁有关的沉淀作用。扫描电镜观测到较多的铁硫化物及少量铁白云石和菱铁矿沉淀。自生矿物的生成和微生物作用密切相关,硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化作用相互影响耦合,可以促进含铁自生矿物的生成。实验结果有助于深入认识海底甲烷渗漏区含铁自生矿物的形成以及其水合物指示意义。     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏动力学模拟

为进一步了解南海北部神狐海域天然气水合物的成藏匹配条件,利用典型二维地震剖面,构建了该区的地质模型,并对其进行了天然气水合物成藏动力学的模拟。研究结果表明：神狐海域具备天然气水合物成藏的温度、压力条件;生物气和热解气的资源潜力巨大,满足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。并提出了该区天然气水合物的成藏模式。     

日本南海海槽东部天然气水合物产出与富集特征

根据日本南海海槽东部天然气水合物钻探与综合大洋钻探计划研究成果，分析总结了该区天然气水合物形成的地质背景与赋存特征。南海海槽区作为构造活动强烈的会聚式大陆边缘，大型增生楔与断裂系统十分发育，富含重力流沉积物。特别是该海槽北部向陆斜坡水深2 000 m以浅海域，发育一系列弧前盆地，盆地内第四系未固结沉积物广泛分布，沉积速率较高，为水合物的形成提供了良好的环境。水合物钻探取心分析揭示，南海海槽东部天然气水合物为Ⅰ型结构，水合物分解气中甲烷组分占比普遍高达99.9%以上，甲烷碳同位素分析显示为典型的生物成因气。水合物主要以孔隙填充型产出，优先选择在富砂层中富集，富砂层段水合物饱和度一般为50%~60%，可高达80%~90%，泥质层中水合物饱和度极低。      

南海神狐海域天然气水合物系统中沉积物有机地球化学特征

南海神狐海域是中国最重要的天然气水合物(以下称为水合物)调查研究区之一,为了解水合物赋存沉积体系中有机质的特征和对下一步的开发提供理论支持,对神狐海域W01B、W02B和W03B共3个站位的沉积物样品进行TOC、碳氮含量和可溶有机质的色谱—质谱分析.研究表明:物源指标结果显示W01B和W02B站位有着相似的垂向物源特征...     

深水沉积物岩心古菌群落结构对天然气水合物的指示——以南海台西南海域973-4站位为例

微生物产甲烷作用和甲烷厌氧氧化作用对海底天然气水合物(以下简称水合物)的形成、分解有着重要的影响,但目前有关古菌类群的代谢机理及其对水合物成藏的指示作用尚有待深入研究。为此,利用基于16S rDNA的分子生物学技术,对南海台西南海域973-4站位岩心的古菌群落结构进行了分析,并与日本海、南海神狐海域等水合物赋存、非赋存区的古菌群落结构进行了对比。结果表明:①973-4站位岩心中广古菌Methanosarcina为优势类群,在表层所占比例为50%,在硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)的比例为46.1%,在深层的比例为66.7%;②Methanomicrobiales为次优势类群,在表层所占比例为28.3%,在SMTZ层位为30.7%,在深层为11.1%;③上述2个古菌类群所占比例的变化趋势与海洋沉积物早期成岩过程中有机质含量、组分的变异密切相关。结论认为:①古菌群落结构与细菌、地球化学和矿物学的分析结果一致,表明973-4站位岩心下部赋存水合物;②由于古菌群落结构存在差异性,必须考虑地球化学参数和地质特征的协同作用,才能提高其对水合物成藏指示的精准性。     

可燃冰项目纳入973计划

“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”项目不久前通过国家重大基础研究发展计划（973计划）组织的审查。该项目将为我国海洋天然气水合物资源勘探和开发提供重要的理论指导。天然气水合物又称“可燃冰”，潜力十分巨大。我国南海北部陆坡是天然气水合物发育的理想场所。广州海洋地质调查局于2007年5-6月经钻探在南海北部神狐海域获取了天然气水合物的岩心样品。     

南海天然气水合物项目纳入973计划

我国南海北部陆坡是天然气水合物发育的理想场所。近年来，在中国地质调查局统一组织下，广州海洋地质调查局经过9年的调查研究，发现了天然气水合物赋存的地质、地球物理、地球化学和生物证据，圈定了有利远景区，初步评价认为南海北部具有良好的天然气水合物资源前景，并于2007年5～6月经钻探在南海北部神狐海域获取了天然气水合物的岩心样品。     

南海北部陆坡天然气水合物存在的地球物理和地球化学特征

南海北部陆坡海域具有十分有利的水合物生成和赋存的构造、沉积等条件,从地球物理勘探和地球化学勘探2个方面对近期南海北部陆坡的水合物勘探工作和成果进行了综述.南海北部陆坡水合物存在的地球物理证据主要包括:地震剖面出现BSR、阻抗空白带、速度及振幅结构(VAMP)异常等;地球化学证据有:沉积物孔隙水氢氧同位素、孔隙水离子浓度、酸解烃、自生矿物及碳硫同位素等地球化学指标的异常.这些证据显示南海北部陆坡的西沙、东沙和台西南等海域具有较好的水合物勘探前景.     

塔北地区甲烷碳同位素特征与烃类运移方式

不同的烃类运移方式产生了不同的甲烷碳同位素分馏效应。其中,以扩散型方式运移的烃类甲烷碳同位素具有随运移距离的增加而显示趋重的变化特征,例如塔北地区不同井中甲烷碳同位素由深层三叠系的-46.98‰～-55.98‰至浅层第四系为-31.47‰～-37.51‰。北海富提斯油田近地表沉积物甲烷碳同位素在油气田上方分布着较轻的甲烷碳同位素(δ¹³C₁值为-40‰),向外围,随着距离的增加甲烷碳同位素(δ¹³C₁值为-30‰)也呈明显趋重的变化分布。渗漏型方式运移的烃类甲烷碳同位素则不随运移距离而变化,如塔北地区阿克库木构造奥陶系烃源岩天然气甲烷碳同位素值-34.85‰～-34.98‰,地表化探甲烷碳同位素值稳定在-34.62‰～-36.56‰,与地下奥陶系天然气甲烷碳同位素值近似或等同,显示出地表甲烷碳同位素与地下甲烷碳同位素之间具有同源的关系。不同烃类的运移方式,甲烷碳同位素明显不同的规律性变化,主要是由于扩散型运移,甲烷中轻碳同位素分子因溶解而分馏,从而形成酸解烃甲烷碳同位素沿着地层剖面向上的趋重分馏,渗漏型运移由于天然气运移规模大、速度快,甲烷在水中的微量溶解难以改变大规模运移中的甲烷碳同位素特征。     

南方海相烃源岩脱气分析方法及适用范围

对南方海相烃源岩进行吸附气和酸解气脱气方法研究,并对其组分进行色谱和同位素分析,该方法组分含量的最大相对偏差小于10%,碳同位素值的最大绝对偏差小于1‰。对南方海相烃源岩的酸解气和吸附气的适用范围进行研究,结果表明:煤系样品不适合进行酸解气分析,吸附气的甲烷碳同位素一般不受有机质含量和碳酸盐含量的影响,酸解气的甲烷碳同位素则受有机质含量和碳酸盐含量的影响。进行气源对比应优先选用酸解气分析。运用该方法对南方海相二叠系烃源岩进行吸附气和酸解气组分碳同位素的演化模式研究,结果表明:随着演化程度的增加,吸附气和酸解气组分碳同位素逐渐变重,在过成熟阶段趋于平缓。      

南海东部沉积物中烃类化合物的地球化学特征

采用色谱和色谱-质谱技术测定了南海东部沉积物柱样HD196A中的有机物,共检测出正构烷烃、类异戊二烯烃、支链烷烃和多环芳烃等90多种烃类化合物.对样品柱中部的HD196A-30子样(3.40 m)和近底部的HD196A-55子样(6.20 m)进行了地球化学特征分析.由正构烷烃分布曲线的形状、碳数范围、主峰位置以及CPI值和OEP值等特征可见,沉积物中的有机质主要来源于陆地高等植物、海洋浮游生物藻类和细菌源共存物,并以源于陆源高等植物的有机质占优势.同时,多环芳烃中菲系列成熟度参数的分布反映了该区沉积物成熟度较高.在样品中检测到角鲨烯,表明这一地区存在生物甲烷合成和细菌作用,具有生成油气及天然气水合物可能性.从柱状样品的中部到底部,S₈相对浓度的急剧增加,表示底部子样接近了硫酸盐甲烷交接带.结合区域构造背景和分析结果表明,HD196A站位具有天然气水合物形成的气源条件和温压条件.该区已有的研究资料报道的高值异常区与本次研究站位相吻合,显示该海区具有烃渗漏来源,是海底油、气和天然气水合物勘探的有利地区.     

鄂尔多斯盆地大牛地下古生界天然气地球化学特征及其来源综合判识

近年来,鄂尔多斯盆地大牛地古生界天然气勘探取得重要进展,尤其是下古生界奥陶系风化壳连续高产工业气流的发现,展示了良好的勘探前景,但大牛地下古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步勘探部署,为此系统开展了大牛地古生界天然气组分、碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析。大牛地古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂和N₂含量相对较高,既有典型的成熟阶段生成的湿气,也有高过成熟阶段生成的干气。大牛地上古生界天然气为典型煤型气,而下古生界天然气既有煤型气,也有油型气。古生界天然气中CO₂主要为有机成因,少数为无机成因,无机成因CO₂赋存于下古生界储层,可能主要由下古生界烃源岩中碳酸盐岩热解产生。综合运用烃源岩岩石脱附气碳同位素—天然气碳同位素—干酪根碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年及混源模拟实验等综合地球化学手段,明确了大牛地上、下古生界煤型气均来源于上古生界煤系烃源岩,而下古生界油型气中混有0～45%的煤型气,主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。      

四川盆地东南部页岩气同位素分馏特征及对产能的指示意义

页岩气甲烷碳同位素是研究页岩气同位素分馏特征及产出过程的重要指标。选取四川盆地东南部及盆缘转换带内6大区块10口页岩气井上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩,通过现场含气量测试过程中页岩气甲烷碳同位素变化,研究不同压力系统、不同小层下甲烷碳同位素分馏特征,探讨页岩气同位素与物性、含气性关系,并结合实际排采数据,对典型页岩气井产出阶段进行划分。页岩气解吸过程中,逐渐升高,甲烷碳同位素逐渐变重;超压页岩气甲烷碳同位素整体较小,从盆缘外部向内部,甲烷碳同位素逐渐变轻。纵向上,随着深度的增加,甲烷同位素整体变轻;页岩孔隙度越大、游离气含量越高、页岩保存条件越好,甲烷碳同位素分馏作用就越不明显。最后,选取武隆向斜L井岩心现场解吸气样,通过甲烷同位素分馏,对页岩气解吸阶段进行划分,并将排采气同位素与现场解吸气同位素进行比对。该井排采气的δ13C₁值对应现场岩心连续解吸0.9 h释放气体的δ13C₁值,其采收率约为24.8%,尚处于初期排采阶段。      

渤海海域火山热流体及其对碳酸盐岩优质储层的控制作用

渤海海域火山活动频繁,为了落实火山热液活动对碳酸盐岩储层的影响,利用岩心、铸体薄片、扫描电镜、碳氧同位素、锶同位素、稀土元素和流体包裹体等分析手段,对渤海海域火山热流体活动特征及其对古生界碳酸盐岩储层的改造作用进行了研究。渤海海域火山热液流体主要受断裂控制,主要成分包括幔源成因的岩浆并携带大量的CO₂、H₂S等气体;建立了碳酸盐岩储层中火山热液活动的标志,包括热液诱导缝、热褪色,鞍形白云石（渤海海域首次发现）、硅质结核、柱状自生石英和脉状黄铁矿等典型热液矿物。受热液作用影响的方解石具有δ18O值异常低、87Sr/86Sr值异常高、轻稀土元素富集及Eu正异常等特征,盐水包裹体均一温度远高于地层温度。火山成因热液流体在沿断裂进入碳酸盐岩围岩过程中,促使围岩产生了大量诱导缝,发生热液白云岩化作用,产生大量的晶间孔,磷灰石包壳、硅质结核等热液矿物对先存的孔缝具有一定的支撑和保护作用,火山热液流体沿孔缝进入,进一步对碳酸盐岩进行溶蚀改造,形成大量的溶蚀孔隙,储层物性大大改善,提升了碳酸盐岩储层的储集性能。      

渤海湾盆地济阳坳陷浅层天然气成因及其来源

渤海湾盆地济阳坳陷古近系和新近系浅层天然气资源丰富,但对于其成因及来源却一直都存在着争议。为了给该坳陷浅层天然气的勘探提供技术支撑,根据天然气的组分、轻烃指纹以及碳同位素值等测试资料,分析了该区浅层天然气的地球化学特征,明确了浅层天然气的成因类型,进而探讨了浅层天然气的来源。研究结果表明:①济阳坳陷浅层天然气的组分以甲烷为主,干燥系数高(超过95%),属于典型的干气;②轻烃中的正构烷烃含量低、异构烷烃含量高,表现为具有生物降解特征的油型气;③甲烷碳同位素值偏轻(-55.7‰～-42.3‰),乙烷、丙烷碳同位素值出现倒转,同时CO_2碳同位素值偏重,具有典型原油降解气特征以及湿气组分改造的特征。结论认为:①该坳陷浅层天然气为生物成因和热成因改造而形成的混合次生气,是常规油藏生物降解的产物,由原油降解气和油溶释放气组成,并且原油降解气所占比例超过60%;②稠油区的浅层气应作为该坳陷天然气增储上产的重要勘探开发目标。     

南海东北部陆坡天然气水合物藏特征

2013年下半年,国土资源部中国地质调查局、广州海洋地质调查局在南海东北部陆坡水深664~1 420m范围内钻探13个站位,取心获取了大量、多种类型的天然气水合物(以下简称水合物)实物样品,其中甲烷气体含量超过99%。对南海东北部陆坡天然气水合物成藏特征的研究结果表明:1地震反射剖面上具有多道似海底反射层(BSR)、振幅空白带(BZ)、BSR与地层斜交、速度反转等地震异常;2测井曲线揭示含水合物沉积层具有高电阻率(200Ω·m)、高纵波速度(2 700m/s)的特征;3地震和测井异常特征暗示该区具有单、双层水合物藏组合特征;4该区域水合物藏位于海底之下埋深220m以内的粉砂质黏土及生物碎屑灰岩沉积物中,水合物饱和度为45%~100%;5自然状态下,水合物呈块状、层状、瘤状、脉状、分散状等5种赋存形式;6研究区天然气水合物赋存类型多、饱和度高、甲烷纯度高,初步估算该区天然气水合物地质储量约为1 250×108 m3(50%概率条件下),是有利的勘探目标区。