天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏理論

第18卷第6期天然氣地球科學(xué)Vol 18 No2007年12月NATURAL GAS GEOSCIENCEDec.2007天然氣水合物天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏理論樊栓獅1,關(guān)進(jìn)安2,梁德青23,寧伏龍(1.華南理工大學(xué)傳熱強化與過(guò)程節能教育部重點(diǎn)實(shí)驗窒,廣東廣州,510640;2.中國科學(xué)院廣州能源研究所,廣東廣州510640;3.中國科學(xué)院廣州天然氣水合物研究中心,廣東廣州510640;4.中國科學(xué)院研究生院,北京100039;5.中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院,湖北武漢430074)摘要:總結了天然氣水合物的賦存狀態(tài)及其分類(lèi),從生成和分解速度角度提出了天然氣水合物的動(dòng)態(tài)成巖理論,并依據凍土層鉆井氣體噴溢、海底水合物露頭和海底羽狀氣泡流等實(shí)例論證了這種動(dòng)態(tài)成藏理論。指出天然氣水合物賦存狀態(tài)主要有3種美型,即成長(cháng)型(滲透型、擴散型)、成熟型和消選型,認為我國南海北部陸坡區的西沙海槽、東沙群島東南坡、臺西南盆地、筆架南盆地等區琥有可能存在著(zhù)仍處于發(fā)育階段的滲透型或擴散型水合物層,而青藏高原羌塘盆地則是屬于消退型水合物,祁連山地區、準噶爾盆地等的烴類(lèi)氣體泄漏表明在我國西北和東北的凍土帶也可能存在著(zhù)含氣水合物層。關(guān)鍵詞:天然氣水合物;儲層;分類(lèi);動(dòng)態(tài)成蕆;理論中圖分類(lèi)號:TE122文獻標識碼:A文章編號:1672-1926(2007)06-0819-080前言的分類(lèi),不少學(xué)者分別從生成水合物的氣體來(lái)源和水合物在沉積層中的賦存狀態(tài)、水合物的賦存范天然氣水合物是由小“客體”分子(<0.9mm)圍以及水合物儲層的演變過(guò)程等方面總結了水合物如CH4等在一定溫度壓力條件下接觸到水分子而的分類(lèi)特征。形成的白色似冰的籠型結晶化合物,具有單位能無(wú)論是從水合物在沉積層的產(chǎn)狀還是從水合物量密度高、分布廣、規模大、埋藏淺、成藏物化條件佳氣體的來(lái)源等角度考慮對天然氣水合物分類(lèi)都沒(méi)等優(yōu)點(diǎn)具廣泛分布于世界各大洋海底與陸地永凍涉及到其自身的一項重要特征,即天然氣水合物層,(圖1),從圖1中可以看出水合物在凍土帶和是一種并不穩定的固體,即使在合適的熱力學(xué)條件大陸邊緣陸坡廣泛存在, Klauda and Sandler認下,水合物自身也會(huì )不斷分解這一點(diǎn)對于分析天然為全球海域的天然氣水合物中儲存有74000Gt的氣水合物在自然界的賦存狀態(tài)非常重要。本文根據甲烷(,其數量之大,是全世界常規天然氣儲量的3天然氣水合物的熱穩定特性,認為其在自然界中的個(gè)數量級?？梢?jiàn)水合物氣資源量極其豐富,被譽(yù)為聚集是一種生成和分解同時(shí)存在的過(guò)程,據此提出21世紀的可代替能源了水合物的動(dòng)態(tài)成藏理論,并且通過(guò)3個(gè)自然界水天然氣水合物在沉積物地層中聚集形成具有一合物形成的實(shí)例來(lái)論證。定儲量規模的礦藏是一個(gè)復雜的過(guò)程,它必須有充足的烴類(lèi)氣源、合適的相平衡溫壓條件和良好的圈1天然氣水合物的賦存狀態(tài)閉條件。為了合理開(kāi)發(fā)利用天然氣水合物資源,需目前,對于天然氣水合物在自然界的賦存狀態(tài),要根據水合物生成和儲存狀態(tài)的特點(diǎn)對其進(jìn)行恰當通常分為以下幾類(lèi):收稱(chēng)日期:2007-07-23;修回日期;2007-09-28.基金項目:中國科學(xué)院創(chuàng )新項目(編號:KGCX2sw-224);國家自然科學(xué)基金(編號:904103);廣東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)(編號:52001130聯(lián)合資助作者簡(jiǎn)介:樊栓獅(1965-),男陜西蒲城人,教授博士生導師,主要從事天然氣水合物,化工分離等研究.Ema;fans@ams.gie.ac,cn天然氣地球科學(xué)Vol 18助證實(shí)了的陸地水合物●勘探證實(shí)了的海洋水合物推測存在的陸地水合物O推測存在的海洋水合物圖1天然氣水合物在全球的分布地點(diǎn)預測(1)根據天然氣水合物的物質(zhì)組分劃分,有氣源合物的自保護效應能聚集更大量的天然氣13]。說(shuō)與水源說(shuō)12類(lèi)。天然氣水合物是由氣體和水溫度℃組成的一種固體物質(zhì),其籠型結構里包容了不同尺寸的氣體分子。根據烴類(lèi)氣體成分比值[R=C1(C2+C3)和甲烷的碳同位素8C值來(lái)判別甲烷氣體的成因,此即為氣源說(shuō)。在美國墨西哥灣水合物區塊的研究工作表明形成水合物的烴類(lèi)氣體共有3種成因;熱成因氣、生物成因氣和混合成因氣1300天然氣水合物在海底沉積物里生成和分解時(shí),會(huì )導致孔隙水中陰離子(Cl-、SO等)陽(yáng)離子(Ca2+、Mg2+等)和氫氧同位素的的異常1,對孔隙水進(jìn)行地球化學(xué)檢測可以指示水合物的存在情況,此即為水源說(shuō)圖2凍土帶中HSz與HMZ的分布范圍(2)根據天然氣水合物存在的地理地質(zhì)環(huán)境和(左圖顯示HM2通常處于水合物相平衡線(xiàn)外,熱穩定性劃分,可以分為陸地凍土層天然氣水合物右圖表明殘余水合物通常被冰包裹和海洋天然氣水合物。天然氣水合物廣泛存在(3)根據水合物在沉積層里的生成產(chǎn)狀劃分,有于全世界各地的海洋和內陸湖中特別是在大陸邊不同的劃分方法。 Malone等首先對海洋水合物緣的淺海里。另外一個(gè)水合物富集的地域是大陸凍產(chǎn)狀進(jìn)行了多年研究,他們運用分型理論(此理論是士層,在西伯利亞阿拉斯加等地區的凍土層里均已后來(lái)研究水合物在沉積層膠結性質(zhì)的基礎)指出水鉆獲了含水合物巖心,通過(guò)對鉆井過(guò)程的各項參數合物主要存在于以下4種類(lèi)型良好分散型水合物分析和研究表明,水合物在凍土層存在2個(gè)明顯不結核狀水合物、層狀水合物和塊狀水合物(圖3)。同的分層:水合物穩定帶( Hydrate Stability Zone, Uchida等通過(guò)CT研究了加拿大 Mackenzie三角HSZ)和亞穩定帶( Hydrate Metastability Zone,洲的含水合物巖心,進(jìn)一步將水合物在沉積層里劃HMZ)(圖2)。在凍土層,由于水合物的自保護效分為6種產(chǎn)狀:孔隙狀水合物、扁平狀水合物、散粒應,即使是離開(kāi)HSZ,水合物也能在HMZ里存在一狀水合物層狀水合物、節理狀水合物和脈絡(luò )狀水合定的時(shí)間,同時(shí),在這種環(huán)境下沉積層孔隙的聚氣能物。地震波探測水合物沉積層時(shí),由于水合物的飽力更強。 Yakushey and chuyilin研究了在西伯利和度不同會(huì )導致波幅和波速的不同。Da等總結亞的殘余水合物,其分解實(shí)驗的結果表明天然氣水出了水合物在沉積層中的6種分布模式,其分別是樊栓獅等:天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏理論821圖3分型理論劃分的水含物產(chǎn)狀(1)塊狀水合物;(2)層狀水合物;(3)結核狀水合物;(4)分教狀水合物接觸膠粘模式、顆粒包裹模式、骨架/顆粒支撐模式孔隙填充模式、摻雜模式以及結核或裂隙填充模式。2天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏(4)根據不同地質(zhì)條件下的水合物生成速度或巨大的天然氣水合物儲量對地球氣候變化產(chǎn)生含水合物層的產(chǎn)氣速度和潛能劃分,樊栓獅等。認了重大的影響,無(wú)論是“水合物炮彈假說(shuō)”( the Hy-為海域水合物可以分為滲漏體系和擴散體系。滲漏 drate Gun Hypothesis)還是“晚古新世熱量最大事體系里氣體以熱成因氣為主,水合物在沉積層里生件”( the Late palaeocene thermal maximun成速度快;擴散體系里以生物成因氣為主,水合物生IPTM),其原因很可能都是大量的甲烷水合物分成速度緩慢。 Moridisf根據天然氣水合物聚集特解[造成,這說(shuō)明地殼表層的天然氣水合物藏是處征、位置和分布形態(tài)將含水合物層分為3類(lèi)。第1于不斷的變動(dòng)狀態(tài)。對從ODP和IDP采集的巖類(lèi)由上、下2個(gè)帶組成:上帶為水合物聚集層,下帶心樣本的地球化學(xué)測試也表明,在同一地質(zhì)剖面上為含游離氣的兩相流體,其產(chǎn)氣潛能大,這種類(lèi)型的的甲烷水合物其形成時(shí)期并不相同,說(shuō)明天然氣水水合物藏最有希望被開(kāi)發(fā)利用。第2類(lèi)含2個(gè)明顯合物的生成是個(gè)不斷進(jìn)行的過(guò)程,其成藏也是在不特征帶,即含水合物沉積層及其之上不含游離氣的斷的變動(dòng)中。通過(guò)使用海底攝像儀器在墨西哥動(dòng)態(tài)水流體(如含水土層)。第3類(lèi)只有單一分布的灣[11、 Cascadia古陸邊緣的水合物脊10和擲威外水合物聚集層。對于天然氣水合物不同賦存狀態(tài)的海海底【20拍攝到的圖片表明,這些地方的海底水合劃分,可以見(jiàn)表1。物層仍處于不斷的生長(cháng)和分解之中(圖4)同樣的情圖4海底天然氣滲漏通道從順暢到射閉的變化過(guò)程(a)在 norwegian- Barents- Spitzbergen大陸邊緣 Hakon Msoby Mud volcano(HMMv),氣體擦帶水合物從滲漏孔噴出海底面{2),其中在離噴口1m高處可見(jiàn)白色的水合物團和氣泡,表明該滲漏孔處于旺盛發(fā)育狀態(tài);(b)在GOM北部斜坡拍攝到的水合物堆( mound),可見(jiàn)少許氣泡從此水合物堆上泄漏出1],表明該摻漏區逐漸接近靜態(tài);(c)在 Barkley Canyon水深850m海底生長(cháng)的約7m長(cháng),3m高的水合物雄2,此地區孔口完全被封閉,未觀(guān)察到氣體滲漏現象。Vol. 18表1天然氣水合物賦存狀態(tài)的分類(lèi)特征說(shuō)明分類(lèi)緣由具體劃分分類(lèi)依據分類(lèi)說(shuō)明根據天然氣水合物中[C1/(C1+C2)值和8C值判別甲烷氣的成因根據天然氣水合物的物質(zhì)組成(水和氣》來(lái)按物質(zhì)組成分類(lèi)根據孔隙水果的陰離于(C-、S等)陽(yáng)離子分類(lèi),可以將水合物氣分為3類(lèi):生物成因水源說(shuō)Ca2+,Mg2+等)以及氫氧同位素的濃度比值來(lái)熱成因和混合成因判定按地質(zhì)地理條件分陸地水合物區主要存在干大陸凍土層海洋水合物區全球海域廣泛存在可以劃分為水合物穩定帶和亞穩定帶由于地質(zhì)和氣體運移條件不同,使得天然氣水合可以分為滲漏型和擴散型2類(lèi),其中滲漏型按水合物生成和產(chǎn)水合物生成速度物生成速度不同水合物生長(cháng)速度快,擴散型則緩慢氣速度分類(lèi)水合物產(chǎn)氣速度由于毗鄰沉積層油氣田的遠近及地質(zhì)條件不同可以分為3類(lèi)導致水合物氣出產(chǎn)氣趾和速度不同按生成產(chǎn)狀分類(lèi)各學(xué)者劇分不一根據心取樣觀(guān)察到的水合物產(chǎn)狀,或者根據水主要是水合物在沉積層骨架中的膠結類(lèi)型況在西伯利亞的含天然氣水合物沉積層的Yam-里天然氣水合物的生成和分解必然始終是共同存在burg油氣田和 Yamal半島的 Bavanenkovo油氣田、的過(guò)程。北部加拿大的92 GSC Tagle井、 Mallik2L38井以在生成和分解共同作用下,水合物在微觀(guān)上的及阿拉斯加的 Hot Ice No2井里都存在。以上生長(cháng)速度與其分解速度的相對大小決定著(zhù)其宏觀(guān)上的事實(shí)表明,水合物成藏處在水合物不斷分解和生的含水合物沉積層(或水合物藏)的增厚或變薄。若成的過(guò)程,此過(guò)程直接決定了水合物藏的資源量和生長(cháng)速度大于分解速度,則此水合物藏仍處于增長(cháng)未來(lái)對其開(kāi)采的經(jīng)濟性評價(jià)因此,必須根據水合物狀態(tài),其資源量還在不斷的變大這種可稱(chēng)為成長(cháng)型的生長(cháng)與分解過(guò)程來(lái)劃分水合物的儲量情況。據水合物儲層,包括天然氣從地殼往海底沉積層快速此,我們提出了一種新的分類(lèi)依據:天然氣水合物的上移滲漏而形成的滲漏型水合物和天然氣在合適的動(dòng)態(tài)成藏理論。熱力學(xué)條件下緩慢演變形成的擴散型水合物;若生2.1天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏原理長(cháng)速度小于分解速度,則此水合物藏是處于減小狀天然氣水合物的動(dòng)態(tài)成藏指當水合物在沉積態(tài),其資源量在逐漸的變少甚至最后水合物藏完全層中生成的同時(shí),由于氣液界面的傳質(zhì)和傳熱的變消失,這種可稱(chēng)為消退型水合物層;若生成和分解速動(dòng),必然也同時(shí)存在著(zhù)水合物的分解過(guò)程,這種水合度大小基本一致,宏觀(guān)表現為水合物藏的異常穩定物生成和分解的共同作用決定了水合物的儲集性這種可稱(chēng)為成熟型水合物層。天然氣水合物生成和質(zhì)。天然氣水合物在多孔隙沉積層里的生成由許多分解速度的相對大小決定著(zhù)動(dòng)態(tài)成藏的演變程度而不同的參數共同作用,除了溫度壓力、孔隙率、孔隙生成和分解的速度又是隨著(zhù)地質(zhì)地理條件、熱力學(xué)環(huán)水鹽度等外,氣體的運移也是個(gè)很重要的因素。Xu境和氣體運移量等的變動(dòng)而時(shí)時(shí)變動(dòng),這樣的分類(lèi)能and Ruppel2)認為天然氣水合物在海洋沉積層中更準確地反映水合物的賦存狀態(tài)形成時(shí),甲烷氣的運移加快了其在海水里的溶解和2.2天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏的意義擴散,運移速度的大小關(guān)系到水合物在多孔介質(zhì)里天然氣水合物的動(dòng)態(tài)成藏機理表明除了生成的形成。同時(shí),在海底含水合物沉積層里,水合物在速度和分解速度相平衡的穩定型水合物層外,HSZ毛孔里形成是一種典型的多相流動(dòng)現象,毛孔里的和HMZ的厚度始終還是處于變動(dòng)狀態(tài),這樣在開(kāi)游離氣、水、水合物及鹽處于熱力學(xué)平衡狀態(tài),而隨采或鉆探時(shí)必須考慮到這種儲層厚度的變化。更重著(zhù)水合物的不斷形成毛孔里鹽度增加,同時(shí)氣相和要的是,水合物的動(dòng)態(tài)成藏預示著(zhù)全球天然氣水合液相之間產(chǎn)生壓力差,這些都導致水合物一水一氣物資源量并不是始終不變的,不同地質(zhì)條件和地理鹽的相平衡條件發(fā)生改變,促使孔隙中進(jìn)一步的位置的水合物層的變動(dòng)并不相同。對于生長(cháng)速度大相平衡4301?？梢?jiàn),由于氣體的不斷運移,在沉積層于分解速度的成長(cháng)中的水合物層,比如在墨西哥灣樊栓獅等:天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏理論823布什山高地發(fā)現的滲透型水合物藏,其資源含量仍行性分析,例如早在20世紀90年代就已停產(chǎn)的麥在不停的增加,有資料表明此地區的天然氣滲透速索亞哈油氣田的水合物層,由于油氣產(chǎn)量的急劇減率越來(lái)越大種成長(cháng)型的氣體水合物藏在當前少直接導致水合物層的不斷變薄2,最后已不具有情況下顯然是不適于開(kāi)釆的,必須研究相應的耦合任何的開(kāi)采價(jià)值。對這種消退型水合物層必須采取有時(shí)間和地質(zhì)因素的動(dòng)力學(xué)模型,確定最優(yōu)的開(kāi)釆必要的技術(shù)措施使得其經(jīng)濟效益最大化。而對于穩方案。對于生長(cháng)速度小于分解速度的消退型水合物定型水合物層,則必須對其采取經(jīng)濟性評佔來(lái)確定層,日前的任務(wù)是正確的評估其經(jīng)濟價(jià)值和開(kāi)展可是否具備開(kāi)采價(jià)值(表2)表2天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏類(lèi)型及特征名稱(chēng)類(lèi)型實(shí)例在沉積層里天然氣水合物的生成速度天成大于分解速度,水合物處于不斷的生長(cháng)可以認為有海底氣體浪漏的地點(diǎn)如墨由于天然氣水合物資源址仍處于不漸增長(cháng)狀態(tài),可以暫緩開(kāi)采,應研究耦合氣型階段,又可分為水合物快速生成的滲漏西哥灣, Cascadia地區的水合物脊等是時(shí)間和地質(zhì)因素的相應動(dòng)力學(xué)模型,確形和緩慢生成的擴散型2種處于成長(cháng)中的天然氣水合物藏定最優(yōu)開(kāi)采時(shí)間合目前并不能斷定穩定型水合物層的地物孰在沉積層里天然氣水合物的生長(cháng)速度點(diǎn),但出于水合物的自保護效應我們由于天然氣水合物資源撒異常秘定,必動(dòng)型分解速度相平衡,水合物層表現穩定可以將凍土層殘氽水合物枧為穩定型須結合經(jīng)濟性評估來(lái)確定是否開(kāi)采的態(tài)消在沉積層里天然氣水合物的生長(cháng)速度較典型的是前蘇聯(lián)麥索亞哈油氣田,由于天然氣水合物資源量在不斷減少型小J分解速度,水合物層處于消退狀態(tài)目前已停止開(kāi)發(fā)資料表明我國的青藏必須結合經(jīng)濟性評估,盡快研究適當的高原有消亡型水合物層開(kāi)采技術(shù)方案3.2海底水合物露頭3重要實(shí)例天然氣水合物出露海底面形成水合物丘的現象天然氣水合物的動(dòng)態(tài)成藏表明天然氣水合物層在墨西哥灣和 Cascadia水合物脊廣泛存在。天然氣的變動(dòng)狀況可以被預測,而這種變動(dòng)現象在世界各地水合物在自然界中極不穩定,溫壓條件的微小變化就的海洋和大陸永凍區含水合物沉積層中都有發(fā)現會(huì )引起它的分解或生成。在墨西冊灣水合物研究區3.1凍土層鉆井域的水深500m以下拍攝到了天然氣水合物小丘和凍土層內及其下的氣噴或氣體漏泄現象廣泛出丘群,350d的觀(guān)察和攝像可以看出其明顯的改現于俄羅斯的西西伯利亞和東西伯利亞加拿大麥變,OnP204航次在 Cascadia南北水合物脊也發(fā)肯茨三角洲和美國阿拉斯加的 Klone灣地區,這現多處海底水合物出露情況。這些水合物丘充分說(shuō)些地區往往都是天然氣水合物或天然氣田分布明海底沉積層的水合物生成和分解的情況。 MBARI區201。凍土層內的氣噴多來(lái)自于淺層的微生物氣,溶解實(shí)驗也說(shuō)明了此區域水合物的生成速度大于分也有部分是由深部的熱解氣或天然氣經(jīng)活動(dòng)斷層運解速度,水合物層是處于不斷增加的階段。移上來(lái)的,組分以甲烷為主。氣噴的流量隨時(shí)間的3.3海底氣泡羽狀流推移而逐漸降低,一般持續數天至數月,最長(cháng)達7個(gè)在地殼動(dòng)力作用下,天然氣(主要為熱成因氣月。這些氣體在水合物穩定帶內聚集時(shí)有可能形成從地殼內部往上運移,穿過(guò)海底沉積層泄漏進(jìn)人海天然氣水合物,甚至有部分氣噴氣就是由天然氣水水,形成海底氣泡羽狀流。形成這種海底氣泡羽狀合物分解后所釋放的,特別是那些持續時(shí)間較長(cháng)的流的地區常發(fā)現富含天然氣水合物的海底沉積層氣噴往往就是水合物分解后的氣體的噴發(fā)比如墨西哥灣、 Cascadia的南北水合物脊、南海海槽最先發(fā)現并開(kāi)展這方面研究的是在麥索亞哈油和鄂雀次克海等地3。這種現象表明這些地區不氣田8:],在鉆進(jìn)操作過(guò)程中發(fā)現有大量氣體從解僅海底氣體運移量巨大,而且氣體的運移速度相當凍的凍土帶巖芯釋放出來(lái)。研究表明,殘余的氣體快。這些巨大量的高速運移氣體一方面給海底沉積水合物是這些氣體的來(lái)源,而水合物的自保護效應層帶來(lái)了充足的氣源(這些氣體在合適的溫度、壓力被用于解釋殘余氣體水合物的存在。這種現象也存和地質(zhì)條件下在沉積層里生成天然氣水合物);另在于西西伯利亞的 Yamburg油氣田、Malk5L國方面氣體運移又會(huì )不斷破壞孔隙里的熱力學(xué)平衡,際野外實(shí)驗鉆井, Hot Ice2鉆井等。導致水合物分解。一部分分解的水合物氣在新的相天然氣地球科學(xué)Vol 18平衡點(diǎn)再次形成天然氣水合物,而一部分分解氣甚以天然氣泄漏為標志的滲漏體系水合物,目前已在至少部分水合物則被向上運移的氣體所攜帶。羽狀南海采集到了冷碳酸鹽巖,在臨近東海的沖繩海槽氣泡攜載水合物噴溢出海底,形成海底“火焰”現象,發(fā)現了海底天然氣“火焰”柱[301,這說(shuō)明這些地區極這些“火焰”高度從兒十毫米到幾十米不等,在黑海有可能存在處于發(fā)育型的天然氣水合物藏,由于其觀(guān)察到從海底泥火山口溢出的海底羽狀流氣泡高達水合物資源仍在不斷增加,現今應該繼續讓其發(fā)育,1300m13,表明在該地區海底沉積層里水合物的直到其慢慢成長(cháng)為成熟型的水合物層,同時(shí)還要研生成和分解過(guò)程受劇烈的氣體運移影響而處于旺盛究符合其特征的動(dòng)力學(xué)模型。而全球氣溫的增高導發(fā)育狀態(tài)致青藏高原年均氣溫上升了0.3~0.4℃,其凍土區將逐年退化,這說(shuō)明青藏高原的水合物層是屬于4天然氣水合物賦存狀態(tài)分類(lèi)研究對消退型儲層由于其資源量在不斷減少,目前必須盡我國天然氣水合物研究的指導意義快對其評估,研究相應的開(kāi)采方案我國東北和西北地區凍土帶是另一塊潛在的天我國南海、東海、臺灣西南海域都發(fā)現了天然氣然氣水合物成藏區。在祁連山地區的鉆探出現了明水合物存在的明顯的地震波證據,研究表明南海北顯的烴類(lèi)氣體泄漏現象(圖5)。盡管對該地區木部陸坡區的西沙海槽、東沙群島東南坡、臺西南盆里煤田33號鉆孔噴出的氣體成因尚不清楚,但持續地、筆架南盆地等海區極有可能存在著(zhù)大量的天然時(shí)間將近1a(有可能還將繼續延續下去)的凍土層氣水合物資源336,而青藏高原羌塘盆地烴源巖廣內氣體漏泄說(shuō)明有源源不斷的氣源補給,很有可能泛分布,有機質(zhì)含量和演化程度高,盆地內生烴潛力是深部的煤層氣沿活動(dòng)斷層運移上來(lái)的(因凍土層巨大,完全具備天然氣水合物形成需要的天然氣來(lái)本身的滲透性很差)。若這里具備適宜的溫壓條件源3條件就有可能形成天然氣水合物,甚至這些氣體有部分對天然氣水合物賦存狀態(tài)的研究首先必須明確可能就是天然氣水合物分解所釋放的氣體。根據天其存在類(lèi)型接著(zhù)才能采取相應的開(kāi)采措施。我國然氣水合物的動(dòng)態(tài)成藏理論,應對該地區可能形成南海瓊東南盆地、南沙海槽和東海陸坡等地的地質(zhì)水合物的地點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的調查,確定其所屬的成條件與美國墨西哥灣類(lèi)似,在這些區域內可能存在藏類(lèi)型,以便采取相應的開(kāi)采措施圖5殘余水合物被點(diǎn)燃后燃燒對比(左圖為東北西伯利亞 Yamburg油氣田淺層鉆井被點(diǎn)燃產(chǎn)生的火焰),右圖為祈連山木里煤田33號井氣體溢出及燃燒4)5結論必須進(jìn)行經(jīng)濟評估,研究相應的技術(shù)措施,爭取盡快開(kāi)發(fā)。對于穩定型水合物層,其含水合物資源量基(1)根據天然氣水合物的生成和分解速度的相本不改變,則可以根據天然氣市場(chǎng)上的需求變化和對變化即天然氣水合物的動(dòng)態(tài)成藏理論提出了一國家的相應政策,對其進(jìn)行絰濟性評估,在適當的時(shí)種新的分類(lèi)方法:即水合物層有成長(cháng)型(滲漏型和擴機開(kāi)采散型)、成熟型和消退型3種類(lèi)型。對于成長(cháng)型水合(2)在我國南海瓊東南盆地、南沙海槽和東海陸物層,由于其天然氣水合物含量仍在增加,所以可以坡等地區,很有可能存在快速發(fā)育的滲漏型天然氣等待其進(jìn)一步演變成穩定的成熟型水合物藏后再行水合物層,應該研究其成藏特點(diǎn),建立相應的耦合時(shí)開(kāi)乘。對于消亡型水合物層,其資源量在減少,所以間和地質(zhì)因素的動(dòng)力學(xué)模型來(lái)預測其資源量和最優(yōu)No, 6樊栓獅等:天然氣水合物動(dòng)態(tài)成藏理論開(kāi)采方案。青藏高原凍土區羌塘盆地的熱力學(xué)條件chemistry of gas hydrates, central Gulf of Mexico continental表明該區應該屬于消退型天然氣水合物層,目前必ope[ J]. Gulf Coast Associ Geol Societies Trans, 1999,49須盡快對其進(jìn)行評估,研究相應開(kāi)采方案和配套設462-468備爭取早日開(kāi)采利用。我國東北和西北部的凍土[12]蔣少勇楊競紅凌洪飛等用地球化學(xué)方法查中國南海的天然氣水合物[門(mén)海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2004,24(3):103帶毗鄰大型油氣藏,也很有可能存在著(zhù)天然氣水合物層,對于這兩地區還需要進(jìn)一步確定其水合物成[13] Yakushev v s, Chuvilin E M. Natural gas and gas hydrate藏類(lèi)型和特點(diǎn)。accumulations within permafrost in Russia[3]. Cold Regions致謝:感謝中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院蔣國盛教Science and Technology, 2000 31(3): 189-197.[14] Dai J C, Xu H B, Snyder F, et al. Detection and estimation of授和吳翔副教授在論文寫(xiě)作過(guò)程中提出的寶貴意見(jiàn)gas hydrates using rock physics and seismic inversion: Exam和建議。ples from the northern deepwater Gulf of Mexico[J].The參考文獻Leading Edge,2004,23(1):60-66[1] Sloan E D. Clathrate Hydrates of Natural GasesL M). 2nd ed. LI5] Moridis G J. Numerical simulation of gas production fromNew York: Marcel Dekker, 1998.methane hydrates[R]. SPE 75691, 2002[21 Trehu A M. Ruppel C, Holland M. et al. 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Guangzhou Institute of Energy Conuersion, CAS, Guangzhou 511640, China3. Guangshou Center for Gas Hydrate Research, Guangzhou 541640, China; 4. Graduate School of the Chinese Academy ofSciences, Beijing 100039, China:5, Faculty of Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074 ChinaAbstract: Classification on natural gas hydrate deposits occurrence is summarized, and a dynamic theory ofgas hydrate reservoir formation is put forward. According to this theory, there are three types of reser-voirs: growing type(including seeping type and diffusing type), mature type and regressive type. Thistheory is demonstrated by three examples: the natural gas blowout when drilling in the permafrost, thehydrate cropouts in the seafloor and the gas bubbles in abyssal plumes. Then, several conclusions aredrawn: there maybe exist the seeping and diffusing types of gas hydrate reservoirs which may still begrowing in the Xisha trough, Dongsha continental slope of the South China Sea, west and south of Taiwanbasin,and Bijianan basin, whereas in the Qiangtang basin of the Qinghai-Tibet plateau may exist the re-gressive-type gas hydrate deposit. Furthermore, the phenomenon of hydrocarbon gas leaking in the Qiliannountain areas and Junger basin indicates that these areas may ensconce gas hydrate reservoirs.Key words: Gas hydrate; Reservoir; Classification; Dynamic accumulation; Theory.