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。     

南海北部陆坡热流与天然气水合物赋藏研究

天然气水合物逐渐成为科学界研究焦点,内容包括能源、温室效应以及灾害预防等课题。我国的南海沉积盆地富含有机质烃源岩,气源条件和海底物理条件有利于水合物的生成,尤其2007年在南海发现了样品实物进一步证明了其广阔前景。通过南海北部陆坡获取的127个地热数据,采用静态模式研究其赋存状况。特征指标为天然气水合物的稳定带厚度,主要受控于地温梯度、相变曲线及气源中重烃的组成比例等参数,同时依据南海北部陆坡3种可能气源组成情况计算稳定带厚度分布,对上述参数变化因素影响气水合物量值关系做出解析及数值解释。计算结果表明地热是重要的天然气水合物控制因素,地热数据是天然气水合物重要的寻矿指标。      

我国台西南附近构造沉降与沉积作用对气水合物成藏的可能控制

南中国海东北部大陆斜坡带上的海相沉积有适当的沉积厚度,处于适宜形成气水合物的温―压域内,有一定的甲烷生成潜力。从台西南盆地的地震反射记录中,可以观察到气水合物存在的证据――似海底反射(BSR),暗示了气水合物的广泛分布。台西南盆地的构造沉积格架与甲烷的生成和大量气水合物沉积可能存在直接联系;各种快速堆积的沉积体系(如滑塌块体、等深流沉积、浊积扇及三角洲)前缘,是天然气水合物富集的有利沉积相带,其中等深流沉积和滑塌块体推测为最有利气水合物聚集的沉积体。     

我国台西南附近构造沉降与沉积作用对气水合物成藏的可能控制

南中国海东北部大陆斜坡带上的海相沉积有适当的沉积厚度，处于适宜形成气水合物的温压域内，有一定的甲烷生成潜力。从台西南盆地的地震反射记录中，可以观察到气水合物存在的证据——似海底反射(BSR)，暗示了气水合物的广泛分布。台西南盆地的构造沉积格架与甲烷的生成和大量气水合物沉积可能存在直接联系；各种快速堆积的沉积体系(如滑塌块体、等深流沉积、浊积扇及三角洲)前缘，是天然气水合物富集的有利沉积相带，其中等深流沉积和滑塌块体推测为最有利气水合物聚集的沉积体。     

南海神狐海域天然气水合物成藏系统初探

天然气水合物成藏系统是一个非常复杂的系统，过去的有关研究不多。为此，根据天然气水合物成藏基本条件、浅表层沉积物孔隙水地球化学特征及其所反映的气源和天然气水合物分布特征，结合刚刚结束的南海北部天然气水合物首次实钻采样成果，初步探讨了我国南海北部陆坡神狐海域天然气水合物成藏系统。结果认为：研究区温度、压力和气体组分有利于天然气水合物形成；天然气水合物在空间尺度上不均匀分布，纵向上主要分布于天然气水合物稳定带底界以上一定深度范围内；形成天然气水合物的甲烷气体很可能来源于原地微生物成因甲烷；扩散型原地生物成因甲烷产生低甲烷通量，形成了具有明显不同的分布和饱和度特征的分散型天然气水合物系统。     

我国主要冻土区天然气水合物形成条件及成藏模式探讨

从天然气水合物的温度、气源和水源等基本成藏要素着手,探索我国冻土区天然气水合物形成条件及可能的成藏模式。主要分析了羌塘盆地、祁连山地区以及漠河盆地油气地质条件和温度条件,并进一步总结了其天然气水合物成藏条件;其中,祁连山木里地区构造、气源和温度等条件相对较好,是目前冻土区天然气水合物勘探研究的有利区域。对木里地区天然气水合物的气源、石油地质条件及构造演化特征等方面的分析表明,断裂的发育控制了木里地区天然气水合物藏的形成,下部烃源岩生成的烃类气体在断层的作用下再次运移到水合物稳定带成藏;常规气藏经后期的构造抬升到水合物稳定带也可形成天然气水合物藏。     

天然气水合物成因类型及成矿特征与南海北部资源前景

世界上迄今勘查发现的天然气水合物成因类型,根据其烃气源构成及供给特点与成矿特征,可划分为自源生物气扩散型、他源热解成熟气渗漏型以及自源生物气—他源热解气混合型3大类,但目前自然界分布比较普遍的是“自源生物气扩散型”水合物,其他类型天然气水合物由于受烃气源供给及输送通道等条件制约,仅限于存在深部烃气源供给输导系统的局部地区。南海北部深水盆地新生代处于准被动大陆边缘的区域地质背景,具有北部拉张裂陷的大陆边缘性质,其凹陷裂陷深、沉积充填规模巨大,不仅有利于深水油气藏的形成,而且亦是天然气水合物形成与分布的有利区域。初步预测表明该区不但深部具有丰富的深水油气,而且浅层深水海底沉积物中天然气水合物资源潜力巨大。     

天然气水合物动态成藏理论

总结了天然气水合物的赋存状态及其分类,从生成和分解速度角度提出了天然气水合物的动态成藏理论, 并依据冻土层钻井气体喷溢、海底水合物露头和海底羽状气泡流等实例论证了这种动态成藏理论。指出天然气水合物赋存状态主要有3种类型,即成长型（渗透型、扩散型）、成熟型和消退型,认为我国南海北部陆坡区的西沙海槽、东沙群岛东南坡、台西南盆地、笔架南盆地等区域有可能存在着仍处于发育阶段的渗透型或扩散型水合物层,而青藏高原羌塘盆地则是属于消退型水合物,祁连山地区、准噶尔盆地等的烃类气体泄漏表明在我国西北和东北的冻土带也可能存在着含气水合物层。      

天然气水合物成藏机理及主控因素

天然气水合物在世界范围内分布广泛,主要分布在海洋和冻土带地区,并与地质构造环境密切相关。目前已发现的天然气水合物矿点,主要是通过似海底反射地震显示进行识别的。天然气水合物的甲烷来源主要有生物气、热解气和无机成因气,大多数研究主要立足于甲烷气的成因来探究天然气水合物的聚集和成藏机理。分析了天然气水合物形成的主控因素,包括气源、沉积、构造、温压等条件,这些条件控制着天然气水合物的赋存状态、形成规律和规模大小,并对墨西哥湾天然气水合物成藏有利条件进行了分析,对我国天然气水合物的勘探有借鉴意义。     

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。     

南海北部陆坡天然气水合物沉积成藏特征

指示天然气水合物存在的重要地球物理标志--BSR（似海底反射）在南海北部陆坡晚中新世以来的地层中广泛分布。根据BSR在晚中新世以来3个三级层序地层内的分布特点,结合区域热动力背景、沉积特征（沉积相、沉积速率、含砂率、岩性特征等）和典型沉积体（构造坡折带、滑塌体、沉积物波）的综合分析,系统研究了南海北部陆坡天然气水合物的沉积成藏特征。研究表明,BSR的分布在满足温压、气源的基础上更明显地受沉积体系展布和所处构造部位的控制,气源和温压条件只是影响BSR分布的必要条件而非充分条件。建立了南海北部陆坡典型沉积成藏模式,总结了在陆架、陆坡、陆基上随着水深的增加各种沉积体的分布及其与BSR和水合物稳定带的关系,展示了水合物成藏的典型要素。BSR与构造坡折、深水重力流及等深流沉积密切相关,大多数BSR分布区均位于地貌变化陡峭、地形起伏较大、长期继承性隆升与沉降交汇的黏土质粉砂和粉砂等沉积物中。在陆架三角洲前缘,BSR侧向较连续但延伸距离短,水合物成藏的关键在于深部气源的沟通条件;在陆坡海槽与底辟发育区,BSR受断层与底辟切割往往呈断续分布,沉积物的快速卸载可为水合物的赋存提供较好的沉积储层条件;在陆基至深海区海底扇、浊流、等深流发育的位置,BSR侧向连续延伸距离远,气源主要为浅部生物气,以侧向运移为主。     

漠河盆地漠河组天然气水合物潜在气源岩评价

通过对钻井及露头剖面样品的分析,基于烃源岩的分布及有机质的丰度、类型、成熟度等指标,对漠河盆地漠河组天然气水合物潜在气源岩进行了深入剖析与有效评价,以期为该区天然气水合物的勘探提供理论依据。结果表明：漠河组分布稳定且连续,暗色泥岩沉积厚度大,由西至东逐渐减薄;总有机碳含量平均为1.85%,其中71.38%的样品被评价为中等及以上烃源岩;有机质类型以Ⅱ₁、Ⅱ₂型为主,少量为Ⅰ型;有机质热演化程度均已达到高成熟-成熟阶段。结合烃源岩厚度、丰度、类型及演化程度等特征将天然气水合物有利区划分为3类,龙河林场一带烃源岩沉积厚度大、丰度高、类型好、热演化程度高,可作为下一步勘探的首选目标区。     

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...     

河套盆地生物气源岩有机地球化学特征及生气演化模式

通过分析天然气组分与甲烷碳同位素特征发现,河套盆地第三系上新统-第四系更新统确有生物气存在.详细的有机地球化学资料分析表明,河套盆地第四系更新统中、上段气源岩的有机质含量丰富,干酪根类型以Ⅱ2、Ⅲ型为主,母质来源表现出高等植物为主,低等水生生物混入的特点,有机质演化处于生化甲烷阶段,非常利于生物气的形成.在建立生物气生成演化模式的基础上,根据区域地质条件,提出河套盆地生物气生成的最佳深度范围为685～926 m,位于第四系更新统中段.     

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。     

我国可燃冰储量惊人

“可燃冰球”外形似冰 ,实为低碳烃 (主要为甲烷 )水合物 ,学名叫“天然气水合物”,是由水分子与低碳烃分子在低温、高压环境下形成的冰状的物体 ,在常温、常压下会分解成水与低碳烃。长期以来 ,科学界认为亚热带地区的我国南海海域不可能存在“可燃冰”。然而不久前 ,我国科学家利用地震波探测海底地表反射 ,经初步判定 ,南海海底有巨大的“可燃冰”带 ,能源总量估计相当于全国石油总量的一半。专家指出 ,在高压下 ,天然气和水在 2～ 5℃以上也可以形成水合物 ,而南海海底 60 0～ 2 0 0 0 m以下的温度和压力都很适合“可燃冰”的生成。除南…     

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。      

青藏高原乌丽冻土区烃源岩地球化学特征

为查明青藏高原乌丽冻土区是否存在天然气水合物以及弄清天然气水合物气源,在对该区可能的烃源岩样品有机碳含量、岩石热解、镜质体反射率测定等分析基础上,结合分子生物标志化合物分析技术,对乌丽地区二叠系和三叠系泥岩、炭质泥岩和煤进行了有机质来源、沉积环境以及热演化程度等方面的初步研究。结果表明,该区烃源岩发育于还原的海陆交互相沉积环境,有机质母质为低等水生生物输入与陆源高等植物的混合生源输入,部分样品低等水生生物来源占优势;除个别样品外,甾烷异构化参数和升藿烷异构化参数达到平衡点。上二叠统那义雄组部分泥岩层段有机碳含量较高且含煤层段较厚,处于过成熟热演化阶段,其可能为研究区内较好的气源岩;而上三叠统巴贡组仅在八十五道班西为含煤地层,分布范围有限,可能仅为局部气源。     

天然气水合物的形成条件及勘探现状

天然气水合物(又称可燃冰)作为特定区域的新型烃类资源,是在一定温压条件下,由水与天然气(主要是甲烷气)结合形成的一种外观似冰的白色结晶固体。它主要赋存于深海陆坡和陆隆的浅部沉积层内。作为未来能源,它具有清洁、能量密度高、分布广、规模大、埋深浅、成藏物化条件好等特点。我国的南海陆坡、陆隆区,具有被动大陆边缘构造特征,分布有许多含油气沉积盆地。晚中新世以来,这些盆地的区域沉降剧烈,构造活动平静,沉积速率大,海洋有机物沉积十分丰富,具有天然气水合物形成的物源、温度压力、构造等地质和成矿条件。1999年以来,广州海洋地质调查局在南海北部东沙、神狐、西沙和琼东南4个海域实施了9年的水合物专项调查,完成18个航次的综合调查与研究,相继发现多处天然气水合物的地震标志(拟海底反射层,即BSR)、地质标志和地球化学标志,于2007年5月成功钻获天然气水合物样品,成为继美国、日本、印度之后第4个采到水合物实物样品的国家。