南海北部天然气水合物气源系统与成藏模式

天然气水合物成矿成藏条件与油气成藏条件虽然存在差异,但亦存在共同之处,即均需要有充足烃源供给及烃源供给系统输送与有利聚集场所的时空耦合配置。为了深入研究天然气水合物与常规油气运聚成藏条件之差异,根据南海北部陆坡深水区构造沉积演化特点及油气地质条件与多年来油气及水合物勘探成果,综合剖析了油气及天然气水合物气源构成特点与流体运聚输导系统特征,同时根据地质地球物理及地球化学分析,初步研究了气源供给运聚通道系统类型与高压低温天然气水合物稳定带的时空耦合配置关系,并结合油气地质及天然气水合物成矿成藏基本地质条件,总结和建立了南海北部陆坡深水区“生物气源自生自储扩散运聚型”、“热解气源断层裂隙输导下生上储运移渗漏型”和“热解气源底辟及气烟囱输导下生上储运移渗漏型”等3种成因类型的天然气水合物成矿成藏模式,以期能为南海北部深水区天然气水合物资源预测及有利勘查目标评价优选等提供决策依据与指导。     

天然气水合物藏的界定及思考

 在回顾致密气、页岩气、煤层气等非常规天然气藏定义的基础上,基于天然气水合物藏的特征,认为天然气水合物藏是指具有一定量的甲烷等气体运移到温度-压力适宜的地层,并以固态形式赋存于地层/松散沉积物中的天然气水合物资源及其与之有直接关联的天然气聚集。因此,在开展天然气水合物资源勘查与评价时,应当查明天然气水合物层下部游离气状况,存在游离气层的"固-气两层楼式"天然气水合物藏是当前有利的天然气水合物开发靶体。分析认为神狐海域天然气水合物属于"固-气两层楼式"天然气水合物藏,在进行资源评价和试采时,应该对天然气水合物层和游离气层进行统一考虑,从而有望进一步提高单井日产量和经济效益,促进天然气水合物的勘探与开发。     

神狐海域水合物藏降压开采的数值模拟

目前在降压法开采水合物藏方面,主要侧重于对降压生产规律、水合物藏地质参数敏感性、降压法开采有效性及开发潜力等的研究,实际上在降压开采过程中,开采参数也会影响水合物藏的开采动态。根据神狐海域水合物藏现场资料,应用数值模拟的方法,进行了神狐海域2017年水合物试采试验的拟合,验证了所建地质模型的可靠性,在此基础上创新性地研究了降压幅度和降压速度对水合物藏开采动态的影响。研究结果表明:水合物未完全分解前,降压幅度越大,水合物分解速度越快,同一时刻产气速度也越快;降压速度越快,产气峰值越大且越早出现,同一时刻累产气越多。因此建议开采神狐水合物藏时降压幅度至少应为初始压力的0.5倍,并考虑实际操作工艺和设备安全性,选择较快的降压速度。     

琼东南深水钻井井筒天然气水合物抑制剂推荐浓度确定方法

中国石化将对琼东南深水区域展开油气勘探开发工作,而深水钻井时部分井筒处于高压低温环境中,若有气体侵入,易形成天然气水合物,导致诸多复杂情况的发生。通过对根据琼东南海水温度场的分布规律,考虑不同井段、不同钻井工况、不同钻井水力参数条件,分别建立琼东南深水钻井井筒内温度场和压力场的计算方法,并对深水钻井条件下天然气水合物相态平衡条件进行研究。建立了天然气水合物相平衡压力-温度条件的确定方法。结合深水钻井井筒中的温度场、压力场以及天然气水合物的相平衡条件,联合建立了琼东南深水钻井井筒中天然气水合物生成区域的预测方法和抑制剂浓度的确定方法,并通过琼东南华光区域某一口深水井进行实例计算,得出了各开次水合物可能形成的区域。并分析了钻井工程相关参数对水合物形成区域的影响规律。最终得出了抑制剂的推荐浓度方案。     

天然气水合物藏注热水开采敏感因素试验研究

采用自制的一维天然气水合物(NGH)开采模拟试验装置,模拟海洋地质条件,在填砂模型(填砂管直径8 cm,长80 cm)中生成天然气水合物,并通过注入热盐水进行热力开采的物理模拟试验,分析水合物藏地质因素和注热参数对注热水开采能量效率(水合物分解所得甲烷气的热量与注入热量之比)的影响。结果表明:影响能量效率的因素由大到小依次为注热水温度、水合物饱和度、初始温度、注热水时间、注热水速度;在水合物藏地质因素中,水合物饱和度越大,初始温度越高,注热水开采能量效率越高;在注热参数中,注热温度越高,能量效率越低;在注热开采时需要合理优化注热水温度、注热水时间和注热水速度;试验条件下,注热水开采能量效率最高的试验组合为水合物饱和度48%,初始温度5℃,注热水温度40℃,注热水时间350 min,注热水速度12 mL/min,最高能量效率为6.74。     

青海哈拉湖地区天然气水合物成藏潜力分析

青海南祁连盆地哈拉湖地区为我国青藏高原冻土带天然气水合物研究地区之一.研究区冻土层较发育,但发育程度不均,平均厚度超过了40 m,局部厚度可达120 m,年平均气温在-4℃,与我国已发现天然气水合物的祁连山木里地区有着类似的地温条件.哈拉湖坳陷除第四系和第三系外,白垩系整体不发育,侏罗系局部产出.该坳陷三叠系尕勒得寺组泥岩具有较强的生烃潜力,烃源岩主体处于成熟—高成熟阶段,部分地区处于过成熟热演化阶段,是形成天然气水合物的重要气体来源.哈拉湖坳陷断裂和褶皱非常发育,为烃类物质的运移和圈闭提供了良好的构造条件.通过与木里地区天然气水合物形成条件进行比较,认为该区域具有形成天然气水合物的条件和成藏潜力.     

天然气水合物形成条件的预测

天然气水合物的形成对天然气开采与集输都会产生极大的影响，本文介绍了影响天然气水合物形成的主要条件与次要条件，以及目前预测天然气水合物形成条件的进展情况，文中着重介绍了国外在预测高压条件下（８０～１００ＭＰａ时）气井井筒及海底集气管线形成天然气水合物的实验研究情况．     

木里地区天然气水合物成藏模式

为了提高木里地区天然气水合物的勘探研究水平和钻探成功率,研究天然气水合物形成的基础问题,从油气成藏的观点出发,结合区域地质勘探成果,在分析木里地区天然气水合物成藏所需的物源条件、储集条件、盖层条件、运移方式的基础上,得到木里地区天然气水合物广义自生自储、短距运移成藏模式.并对其勘探远景进行了分析和预测,指出了下一步勘探的有利地区.研究成果对木里地区乃至整个高原冻土区天然气水合物的勘探实践具有一定的参考作用.     

海水提升法试采南海天然气水合物的可行性分析

海洋天然气水合物的开采方法是当今天然气水合物研究的一大热点.通过对南海海域天然气水合物成藏机理的分析,提出了使用海水提升法开采海底天然气水合物的新模式.介绍了海水提升系统的组成和工作原理,提出了水力输送设备的相关参数,并对使用该方法的产气量及能效进行了简单评估.结果显示这种方法具有产量大、能效高的特点,运用该方法在南海采集天然气水合物是可行的.海水提升法开采天然气水合物克服了其他传统天然气水合物开采方法面临的技术难题,为海洋天然气水合物的开采研究提供了一种新思路及技术支撑.     

分形在南海北部陆坡断裂与天然气水合物关系研究中的应用

 根据分形几何学的原理,利用数盒子法计算了南海北部陆坡断裂的平面分布分维值,并以此探讨了断裂与天然气水合物的关系,结果表明：属被动陆缘的北部陆坡断裂越发育水合物异常越少,而属主动陆缘的台西南则断裂越发育水合物异常就越多。这一结果也反映了：被动陆缘环境的张性断层因缺乏相伴生的褶皱而不利于水合物的发育,并可能作为天然气的泄漏通道而破坏水合物成藏;主动陆缘环境的断裂以挤压逆冲断层为主,并伴生强烈的褶皱,其中断裂是深部烃源向上运移的通道,褶皱则是浅部天然气聚集成藏的圈闭。     

Geochemical characteristics of pore water in shallow sediments from Shenhu area of South China Sea and their significance for gas hydrate occurrence

The Shenhu area is one of the promise target areas for marine gas hydrate exploration in the northern margin of the South China Sea.Pore water samples were collected from two piston cores (8.75 and 8.52 m) in site HS-A and site HS-B in the Shenhu area,and their major anion and cation contents and trace element contents have been analyzed in this study.Cl- concentrations in pore waters are similar to the seawater value and no systematic change along depth profiles has been found for the Cl- content in both s...     

东海北部、黄海南部深水流网渔业资源调查

根据1998年8月～2004年6月在27°00′～33°30′N、128°30′E以西一带海域作业的流网渔船累计76个航次,共1 661 197张网片所捕获的941 144kg渔获物分鱼种渔捞记录数据,阐述了该海域深水流网渔业资源状况.经查明,其渔获物种类较多,鱼类有65种,优势种类为方头鱼Branchiostegidae、白姑鱼Argyrosonus argentatus、刺鲳Psenopsis anomala三者共占总渔获量的70.1%,其出现频率在87.5%～100%之间,其它种类比重不大,或仅交替出现.该作业平均网产56.92 kg/100片网片,渔获量月变化明显,9～10月较多,6～7月较低.主要渔场是舟外渔场,渔获量占总渔获量的35.2%,平均网产60.98 kg/100片网片,三大优势种类数量均比其它各渔场高.在调查期间,三大优势种类所占比重变化不大,方头鱼始终居首位,白姑鱼和刺鲳年间变动量互相交替.从上述情况看,虽其资源结构相对较稳定,但与早期深水流网渔业比较,优势种类所占份额尤其方头鱼已有所减少,且年间波动较大,所以应当控制捕捞强度,合理利用,以期达到可持续发展.     

纳米流体中气体水合物生成过程的实验研究

提出了制冷剂气体水合物在纳米流体中快速生成的设想，并通过HCFC141b气体水合物在纳米铜流体（由质量分数为0．049／6的十二烷基苯磺酸钠-6（SDBS）溶液和名义直径为25nm的纳米铜粒子组成）中的生成实验验证了此设想．实验结果表明：与去离子水中HCFC141b气体水合物的生成过程相比，纳米铜流体中的SDBS是造成HCFC141b气体水合物诱导时间明显缩短的主要原因，而纳米铜粒子对诱导时间的影响不大；纳米铜流体中汹的乳化作用和纳米铜粒子大的比表面积大大促进了HCFC141b在水中的溶解；纳米铜粒子的加入明显加强了HCFC141b气体水合物生成过程中的传热传质，随着纳米铜粒子粒子数的增加，HCFC141b气体水合物生成过程明显缩短．     

水基钻井液中天然气水合物形成实验研究

在钻探过程中,当温压条件合适,钻井液易形成天然气水合物,造成管线堵塞、钻井液性能变化。研究2种水基钻井液对绿峡谷气水合物形成过程中的影响。结果表明实验条件下该2种水基钻井液很易形成水合物,受钻井液组分的影响,两种钻井液中天然气水合物形成速率具有明显差异。在相同的温度下,实验压力越高,天然气水合物越易于形成,反应越剧烈。采用定容压力搜索法,测定了在13~18 MPa时此2种水基钻井液与绿峡谷气形成水合物的相平衡数据,显示一种钻井液能够促进水合物的形成,另外一种钻井液对水合物形成有抑制作用。     

Deep crustal structure of Baiyun Sag,northern South China Sea revealed from deep seismic reflection profile

This paper discusses deep crustal architecture of the Baiyun Sag of the Pearl River Mouth Basin, northern South China Sea based on velocity analysis, time-depth conversion and seismic interpretation of the deep seismic reflection profile DSRP-2002. The profile was acquired and processed to 14 S TWT by the China National Offshore Oil Corp. (CNOOC) in 2002. It extends across the Baiyun Sag of the Pearl River Mouth Basin, from the northern continental shelf of the SCS to the deepwater province. As the first deep seismic reflection profile in the Pearl River Mouth Basin, this profile reveals seismic phases from basement down to upper most mantle. The Moho surface appears in the profile as an undulating layer of varying thickness of 1-3 km. It is not a single reflector interface, but a velocity gradient or interconversion layer. The crust thins stepwisely from the shelf to the continental slope and the abyssal plain (from north to south), and also thins under depocenters. The crustal thickness is only 7 km in the depocenter of the main Baiyun Sag, which corresponds to a Moho upwelling mirroring the basement topography. In the lower slope and the ocean-continental transition zone of the southernmost portion of the profile, three sub-parallel, NW-dipping strong reflectors found at depths around 10--21 km are interpreted as indications of a subducted Mesozoic oceanic crust. Crustal faults exist in the northern and southern boundaries of the Baiyun Sag. The intense and persistent subsidence of the Baiyun Sag might be related to the long-term activity of the crustal faults.     

南海深海塑料垃圾污染

渔业捕捞及商业航运活动的塑料排放是南海深海塑料污染的主要来源。南海深海微塑料污染始于20世纪80年代,具有明显陆源输入的特征,陆架近岸区域微塑料污染严重。陆坡深海峡谷是塑料/微塑料向深海盆地输运的主要通道,近底浊流在输运中发挥了重要作用。综述了南海海底塑料垃圾深潜研究的最新进展,首次提出了深海塑料垃圾生态系统的概念。     

南海深层水的来龙去脉

中国南海是一个半封闭、深海盆、多岛屿(海山)、多连通的边缘海,南海深层水十分活跃,更新时间快,具有典型的南海深层环流特征。综述了目前海洋学家对南海深层水的认知,厘清了南海深层水的来龙去脉,并阐述了南海深层环流的特色。