利用海底瞬时双偶极法 评价海洋气水合物资源

甲烷水合物是水和甲烷气体形成的非化学计量的固态化合物,广布于世界范围的海底沉积物中,估计总储量超过10~(16)kg。每一体积水合物可产生164倍体积的甲烷气,近海的甲烷水合物被认为是一种非常重要的天然能源。     

利用海底瞬时双偶极法 评价海洋气水合物资源

甲烷水合物是水和甲烷气体形成的非化学计量的固态化合物,广布于世界范围的海底沉积物中,估计总储量超过10~(16)kg。每一体积水合物可产生164倍体积的甲烷气,近海的甲烷水合物被认为是一种非常重要的天然能源。     

海底天然气水合物气源及资源评价问题

海底水合物可能的气源包括海水溶解的甲烷、海底气水合物层有机质自生自储的甲烷、海底水合物层下伏气源岩生成的甲烷以及地球深部非生物成因（无机成因）的甲烷，但只有海底水合物层下伏气源岩生成的甲烷才能是海底流水作业事物中最主要的贡献者，研究天然气水合物资源量需要考虑下伏气源岩的分布，有机质含量及生烃量，而仅凭水合物稳定带的分布来估计水合物资源实际是一种“圈闭体积法”，在气源不落实的情况下不可能准确，海底天然气流水作业事物的聚集系数受一系列地质地球化学及海底物理化学条件的控制，涉及若干动力学过程，尚需深入研究，大量水合物的存在对气源岩有机质含量和厚度的要求不亚于常规大中型气田，我国南海和东海沉积盆地存在富含有机质的烃源岩，相比之下南海沉积盆地气源条件更为优越、海底物理条件更有利于水合物的生成，应当是近期调研的首选目标。     

海底天然气水合物资源概率的评价方法

海底天然气水合物是具有巨大经济前景的非传统矿产资源。目前 ,还没有开采实例的情况下 ,科学的设定和利用各种参数 ,进行天然气水合物资源量的估算 ,对这种资源的勘探和评价有重要的实用意义。本文在对比、评述石油天然气资源量计算方法的基础上 ,提出了适合于海底天然气水合物资源评价的概率学的资源量计算方法。1　用于天然气水合物资源量计算的主要参数　　沉积物中天然气水合物的天然气资源量是指水合物气体、溶解气及游离气三者的总和。其中孔隙水中溶存的甲烷 ,即使以饱和状态存在 ,但其量与其他两种气体相比显得微不足道 ,而很难做…     

黑海水合物气资源评价

黑海是欧洲东南部和小亚西亚之间的内海,是古地中海的一个残留盆地。从20世纪70年代到90年代科学家多次在黑海发现了天然气水合物样品,证实了天然气水合物广泛分布在黑海陆坡、陆脚和深水盆地。综述了多篇文献对黑海水合物气的资源评价结果:黑海天然气水合物稳定带的厚度依据海底深度变化而变化,海底深度越大,气水合物稳定带的厚度越大,反之亦然;黑海气水合物稳定带沉积物体积为25600～30000km2,天然气水合物的体积为(300～350)×109m3,其中天然气水合物所含的天然气为(42～49)×1012m3。     

海洋CSEM探测海底天然气水合物的有效异常研究

鉴于海洋CSEM响应对海底地层的电性变化比较灵敏,故可以依据水合物储层和围岩沉积层的CSEM响应差异,确定海底天然气水合物储层的分布范围。在考虑噪声情况下,通过建立一维含水合物储层模型,正演计算获得CSEM响应,进而求得有效异常、综合分析有效异常与发射频率及收发距的关系。研究表明,电磁响应的有效异常可用于确定合适的勘探频率,并由此获得相应的归一化振幅比和相位差曲线,利用有效异常对水合物储层电阻率变化十分灵敏的特性,寻找水合物储层,证明海洋CSEM探测海底天然气水合物的可行性。     

海底天然气水合物气源及资源评价问题

海底水合物可能的气源包括海水溶解的甲烷、海底气水合物层有机质自生自储的甲烷、海底水合物层下伏气源岩生成的甲烷以及地球深部非生物成因(无机成因)的甲烷,但只有海底水合物层下伏气源岩生成的甲烷才能是海底水合物中最主要的贡献者.研究天然气水合物资源量需要考虑下伏气源岩的分布、有机质含量及生烃量,而仅凭水合物稳定带的分布来估计水合物资源实际是一种“圈闭体积法“,在气源不落实的情况下不可能准确.海底天然气水合物的聚集系数受一系列地质地球化学及海底物理化学条件的控制,涉及若干动力学过程,尚需深入研究.大量水合物的存在对气源岩有机质含量和厚度的要求不亚于常规大中型气田.我国南海和东海沉积盆地存在富含有机质的烃源岩,相比之下南海沉积盆地气源条件更为优越、海底物理条件更有利于水合物的生成,应当是近期调研的首选目标.     

海底天然气水合物气源及资源评价问题

海底水合物可能的气源包括海水溶解的甲烷、海底气水合物层有机质自生自储的甲烷、海底水合物层下伏气源岩生成的甲烷以及地球深部非生物成困(无机成因)的甲烷,但只有海底水合物层下伏气源岩生成的甲烷才能是海底水合物中最主要的贡献者。研究天然气水合物资源量需要考虑下伏气源岩的分布、有机质含量及生烃量,而仅凭本合物稳定带的分布来估计水合物资源实际是一种“圈闭体积法”,在气源不落实的情况下不可能准确。海底天然气水合物的聚集系数受一系列地质地球化学及海底物理化学条件的控制,涉及若干动力学过程,尚需深入研究。大量水合物的存在对气源岩有机质含量和厚度的要求不亚于常规大中型气田。我国南海和东海沉积盆地存在富含有机质的烃源岩,相比之下南海沉积盆地气源条件更为优越、海底物理条件更有利于水合物的生成,应当是近期调研的首选目标。     

利用地热开采海底天然气水合物

天然气水合物在资源、环境和全球气候变化中具有重要意义，因而引起各国的高度重视，已成为当代地球科学和能源工业研究的一大热点。近年来，能源短缺日益严重，油气价格居高不下，使得很多国家都更加关注具有能量密度高、储量大和分布广等特点的天然气水合物，纷纷加大天然气水合物勘探和开发研究的力度。海域中发现的水合物数量占绝大多数，因此开采海底天然气水合物是未来研究的重心。现有的多种天然气水合物开采方案，如热激法、减压法、化学抑制剂法、置换法和混合开采法等，都不同程度地存在一些问题。文章在对这些开采方法优缺点进行分析的基础上，提出了利用干岩地热开采海底天然气水合物的设想，并给出了相应的简单生产模型。只要解决好漏失、循环通道和换热面等人工地热储构建问题，利用地热开采海底天然气水合物将是未来商业生产的一个不错选择。     

利用海洋地震数据估算游离气和天然气水合物的储量

南卡罗纳的ＢlakeRidge海的海洋地震数据和测井资料表明，含天然气水合物的沉积物覆盖于含游离气的沉积层之上导臻了明显的海底地震模拟反射体（ＢＳＲs)。本文将一个理论上的岩石－物理模型应用到该区实际的２Ｄ地震数据中来计算游离气和天然气水合物的饱和度。把高孔隙度的海洋沉积物模拟成一个粒状体系。在该体系中、弹性波速与下列 因素有关：孔隙、有效压力、矿物、孔隙充填物的弹性特征以及孔隙中的水、气和天然气水合物的饱和度等。为了将理论模型应用到实际的地震资料中去，首先要利用叠加速度分析获得了层速度；其次，除了孔隙度水、气和天然气水合物的饱和度以外的输入参数应由地质资料获得。为了利用层间速度估算孔隙度和饱和度，要先假设整个沉积物不含游离气或天然气水合物，再利用岩石物理模型直接由层速度得到孔隙度。这样得到的孔隙度剖面图在含有游离气或天然气水合物的地方存在异常（和在不含气或气水合物的沉积中获得的典型的孔隙度剖面相对比）。在含水合物的区域孔隙度估计不足，而在含游离气的区域孔隙 度估计高，通过从有异常的孔隙度剖面中减去无气或水合物的典型孔隙度计算出剩余孔度。然后在模型中引入气或天然气水合物的饱和度来消除异常。于是，得到了想要的２Ｄ饱和度图。这样获得的气－水合物饱和度的最大值在１３％－１８％之间（与所用模型的版本有关），与在远离测线的ＢlakeRidge钻中得到的值基本吻合，约为１２％，游离气饱和度在１％－２％之间变化，因为饱和度的估算输入的速度值极为敏感，所以精确的速度值是评价储层特征的关键。     

海底天然气水合物分解对海洋钻井安全的影响

为分析天然气水合物分解对海洋钻井安全的影响,根据海底天然气水合物特征,结合天然气水合物分解动力学和热力学条件,研究了不同钻井工况下天然气水合物分解产气规律,估算了天然气水合物分解后的产气量。结果表明,在钻进天然气水合物层过程中,天然气水合物分解产气速率和累计产气量逐渐增大;在天然气水合物饱和度一定的情况下,近井天然气水合物层内的天然气水合物完全分解产气量与井身轴向半径呈平方关系;随着钻井液与天然气水合物层温差增大,天然气水合物分解速率呈指数增长;浅水区钻遇天然气水合物层易导致其分解,随着水深增加或井筒压力增大,天然气水合物分解越来越困难。研究表明,钻穿天然气水合物层时,提高钻进速度可减少天然气水合物分解;钻井过程中应根据钻前预测结果调整钻井液温度和密度来控制天然气水合物分解,同时采取必要的井控措施,以保证在适当的天然气水合物分解产气条件下安全钻进。      

天然气水合物的近海底直流电测深响应

 本文介绍了利用近海底直流电阻率测深法勘查海底天然气水合物的理论与视电阻率响应特征,近海底直流电阻率响应可采用埋藏点电流源进行模拟。数值模拟结果表明,天然气水合物的存在能够引起近海底直流电测深视电阻率的变化。进一步的计算显示,厚度为10m的薄层天然气水合物引起的视电阻率相对变化率能达到2%,而厚度为100m的厚层天然气水合物引起的视电阻率相对变化率可达10%。偶极—偶极测深装置、四极测深和三极测深装置模拟结果表明,偶极—偶极装置对天然气水合物的分辨能力要高于对称四极装置。同时,电极的相互配置关系、电极系相对海底的距离等对视电阻率曲线形状影响很大,但对于由天然气水合物造成的视电阻率相对变化影响较小。因此利用近海底直流电阻率测深法进行水合物勘查是可行的。     

布莱克海台水合物气资源评价

布莱克海台是全世界天然气水合物研究的热点之一。该区研究程度高、资料丰富,是进行对比研究的典型地区。论述了布莱克海台天然气水合物形成的地质条件和地球化学特征,综述了该区水合物的研究历史和进展,介绍了对水合物气资源量的评价方法和评价结果。根据不同评价者和不同方法的评价,布莱克海台区水合物气的资源量在(8～80)×10¹²m³[其中预测为(50～80)×10¹²m³的资源量包含水合物层之下的游离气之间。     

天然气水合物资源利用和环境危害与保护

简要介绍了天然气水合物结构及其性能;天然气水合物对油气工业的危害及解决措施,地层天然气水合物资源利用的广阔前景;并分析和展望了气体水合物的环境危害及利用不合物技术治疗环境问题有关前景。     

天然气水合物区域下临界压力条件下的游离气储层

古海洋数据表明,甲烷水合物在全球气候变化中起着重要的作用.然而,人们对全球气候变暖期间可能引起甲烷释放的机理却了解得甚少.尤其是在天然气水合物区域下面的游离气带的大小和作用,大都因为其游离气带的底界并不是一个相界,而相对来说并不受限制,所以也就无法进行系统描述.在本文中,我们评价了在上伏沉积物中,通过由断层滑动所引起的阀盖开关作用而使得连通游离气带的最大厚度在机制上得到调整的可能性.我们所得到的结果表明,临界天然气柱就存在于盆地环境中大多数天然气水合物区域的下面,这意味着上述这些区域就是引起机械断裂的原因,因此,对极端条件下的变化应予以高度重视.据估计,全球游离气储层中甲烷总量的1/6～2/3可能圈闭在水合物中.如果这些气藏沿被动大陆斜坡都是巨厚的,那么我们便可计算出,海底温度每增加5℃就会导致游离气带释放出约2000Gt的甲烷气,同时这也是在全球变暖过程中快速释放甲烷的机理.     

水合物气资源经济评估模型

以国际上常用的收益现值法为评估方法，结合天然气水合物开采的特点，建立了水合物气经济可采性分析模型，并通过对各种影响因素的量化处理，建立了各经济参量的表达式，使模型更易于实际操作。模拟计算的结果显示，即使把天然气水合物开采的经营成本提高到常规气体的2倍，地面工程投资提高至常规气开采的3倍，税率提高到25％，水合物气开采净现值仍然为正值，即仍然可以从天然气水合物开采中获得巨大的经济效益。     

天然气水合物的瞬变电磁响应研究

本文计算了均匀半空间及一维层状大地的时间域海洋瞬变电磁场,讨论了相应模型的海洋瞬变电磁响应。计算时分别采用了先汉克尔积分后Gaver-Stehfest变换以及先Gaver-Stehfest变换后汉克尔积分两种算法。通过解析解与数值解的对比证明了程序及算法的正确性。根据收集的资料,设计了天然气水合物的典型模型,计算了包含有天然气水合物模型的瞬变电磁响应。通过讨论天然气水合物模型及其对应的瞬变电磁响应,提取了能够反映天然气水合物电性差异的参数;选择其中具有最高灵敏度的参数来分析水合物的含量与其瞬变电磁响应之间的关系,对天然气水合物的含量做出综合评价。结果表明应用海洋瞬变电磁法勘查天然气水合物是可行的。     

公式法预测天然气水合物形成条件及其评价

天然气水合物的形成会对天然气开采及运输过程造成危害,因此,预测天然气水合物形成条件至关重要。目前,预测方法主要有热力学模型法、公式法及图像法。其中,公式法因计算简单、方便工程应用而备受关注。介绍了8种不同公式,通过已知压力计算温度和已知温度计算压力两种情况,对非酸性天然气、高含CO_2的酸性天然气、高含H_2S的酸性天然气水合物形成条件的计算值与实验值进行对比。当通过压力计算水合物形成温度时,对于非酸性天然气,推荐使用Bahadori法;对于高含CO_2的酸性天然气,推荐使用Hammer法;对于高含H_2S的酸性天然气,推荐使用ZahediⅠ法。当通过温度计算水合物形成压力时,发现仅有Towerl法、Bahadori法及Hammer法对非酸性天然气计算误差较小,所有公式对高含CO_2的酸性天然气及高含H_2S的酸性天然气均不适宜。     

南海北部边缘盆地生物气/亚生物气资源与天然气水合物成矿成藏

南海北部边缘盆地天然气资源丰富,迄今在该区浅层及中深层除发现大量成熟-高熟偏腐殖型气（煤型气）资源外,在浅层还发现了大量生物气与亚生物气显示和单独成藏的生物气与亚生物气气藏。为弄清该区生物气与亚生物气资源前景、天然气水合物成因及成矿成藏模式等关键性地质问题,根据历年来天然气勘探所获得的大量地球化学资料,结合该区油气成藏地质条件,深入分析和阐明了南海西北部莺-琼盆地及东北部珠江口盆地生物气与亚生物气的地质、地球化学特征和新近纪及第四纪生物气与亚生物气烃源岩的展布特点。在此基础上,初步预测和估算了莺-琼盆地和珠江口盆地生物气的生成量与资源量。评价结果表明：该区生物气与亚生物气资源丰富,完全可作为南海北部深水区天然气水合物的主要气源;同时,通过南海北部深水区天然气水合物成因类型的地球化学分析,亦进一步证实该区目前勘查发现的天然气水合物,应属“自源扩散型”生物成因成矿的水合物类型,其气源供给主要来自原地或其附近以生物气为主的混合气,而水合物成矿成藏模式则属于原地及其附近近源运聚的 “自源扩散型”成因模式,具有巨大的资源潜力。