西沙海槽研究区天然气水合物地球化学勘探.
海底天然气水合物地球化学方法勘探进展
摘要：除地球物理方法外，地球化学方法在天然气水合物的勘探和开发中也发挥着越来越重要的
作用。综合国内外研究成果，指出识别天然气水合物的地球化学方法主要有气体浓度异常检测法、
流体地球化学方法、稳定同位素化学法和酸解烃方法等。详细介绍了这些地球化学方法的机理和优
缺点，期望对我国海底天然气水合物勘探和开发有所裨益。
孔隙水中其他离子浓度异常：随着天然气水合 物研究的发展，人们将越来越多的孔隙水离子用来 找寻一种更加灵敏的水合物示踪方法口州。近年来人 们所关注的示踪离子有Ｂｒ－，Ｉ一，Ｃａ２＋，Ｍ９２＋，Ｓｒ２＋， Ｌｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋等。
３ 稳定同位素化学方法
稳定同位素化学是研究天然气水合物成矿气体 来源的最有效手段。通常是运用天然气水合物中甲 烷气体的”Ｃ、Ｄ值和硫化氢的３４Ｓ值来判定其成矿 原因乜１。。Ｋａｓｔｎｅｒ等凹３又提出用天然气水合物样品 孔隙水中溶解Ｓｒ的浓度和８７Ｓｒ／８６Ｓｒ的比值确定成
关键词：天然气水合物；地球化学法；勘探；进展
中图分类号：ＴＥｌ３２．２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—１９２６（２００７）０２—０３１２—０５
０ 前言
天然气水合物俗称“可燃冰”，是在一定条件下 由水和天然气组成的类冰结晶化合物。低温（０－－一 １０℃）高压（＞１０ ＭＰａ）环境是天然气水合物形成和 保持稳定的关键。全球发现的天然气水合物主要位 于各个大陆向海延伸的大陆边缘水深超过３００～ ５００ ｍ地带和高纬度永久冻土带地区以及向海延伸 的永冻层带［１≈］。由于９０％以上的天然气水合物分 布于海洋中，因此主要依靠地球物理方法（即似海底 反射层ＢＳＲ来推断天然气水合物的存在）进行探 测，但ＯＤＰｌ６４次资料证实，出现ＢＳＲ的地方不一 定存在天然气水合物，而有些采到天然气水合物的 地方也并没有出现ＢＳＲ［４］。由于天然气水合物极易 随温度压力的变化而分解，海底浅部沉积物中常常 形成天然气地球化学异常。这些异常不仅可指示天 然气水合物可能存在的位置，而且可利用其烃类组 分比值（如Ｃ，／ｃ：）及碳同位素成分等指标判断其天 然气的成因。因而，地球化学方法成为识别海底天然 气水合物赋存的有效方法［５曲］。目前，国内外运用地 球化学方法进行天然气水合物的勘探取得很多进 展，该方法在天然气水合物的勘探和开发中发挥着 越来越重要的作用。本文通过广泛调研，介绍了几种 通过主要的地球化学指标识别天然气水合物的方
日本南海海槽天然气水合物研究现状
2001年6月地球物理学进展第16卷第2期日本南海海槽天然气水合物研究现状宋海斌1，2松林修2（1.中国科学院地质与地球物理研究所，北京100101；2.日本地质调查所，筑波3058567）摘要：本文介绍日本在其周围海域特别是南海海槽的海洋天然气水合物研究工作.首先介绍其研究简史、研究计划、研究队伍及早期研究成果.其次，介绍了西南海海槽天然气水合物的勘探、研究状况.然后，介绍了五年计划实施的东南海海槽地球物理勘探、钻探状况.最后指出，南海海槽的一些新资料深入的综合研究无疑会给世界水合物研究增添新的内容.关键词：天然气水合物；日本；南海海槽中图分类号：P722.3；P744.4文献标识码：A文章编号：1004-2903（2001）02-0088-111前言由于日本国内缺乏常规油气资源，因此对海洋天然气水合物的开发寄予厚望.日本基于其雄厚的经济实力投入巨资设立国家计划，组织石油公司、国立研究所、大学的研究与技术人员开展海洋天然气水合物的研究、勘探工作.并积极开展国际合作（包括加拿大、美国等），充分结合深海钻探DSDP/大洋钻探ODP的工作，取得了世人注目的成就.日本在世界天然气水合物的勘探与研究中占非常重要的地位.因此，介绍日本在其周围海域特别是南海海槽的海洋天然气水合物研究工作是很有必要的.日本的一些研究工作并没有发表，有的也正在进行之中，发表的也多是日语论文，日本国外的研究者很难了解其真正的发展现状.本文也只是尽力向国内研究者简单地介绍其研究现状（图1）.2日本天然气水合物研究概况!."研究简史日本对天然气水合物的研究可简单分为两个阶段，5年（1995~1999）计划开始前与5年计划开始后，也就是1994年以前与1995年以后.5年计划开始前，在20世纪80年代晚期，在一些国立研究所，主要是地质调查所开展了小规模的甲烷水合物研究，目的是调查日本周围海域水合物存在的可能性［1-2］.其他工作通收稿日期：2001-02-05；修订日期：2001-04-01.基金来源：STA Fellowship、中国科学院全国优秀博士学位论文专项资金和国家自然科学基金项目（49904007）.作者简介：宋海斌，1968年生，男，博士，中国科学院地质与地球物理研究所副研究员，主要从事海洋地球物理研究.图1日本周围海域天然气水合物分布（由日本地质调查所Satoh 编绘）［33］ribution of Gas hydrate around Japan（CompiIed by M.Satoh ，GeoIogicaI survey of Japan ）［33］常是通过国际交流完成的［3-4］.南海海槽的深海钻探31航次、87航次、大洋钻探131航次，日本海的大洋钻探124航次额外地给日本的水合物研究增添了丰富的资料［5-7］.124航次768B 孔、131航次808孔均钻取了水合物岩样，得到水合物存在的依据.作为1995年ODp164航次首席科学家的Mastumoto 博士也无疑给日本的水合物研究增添了活力［8］.1996年11月日本地质学杂志专辑基本上反映了早期的日本水合物研究现状［8-12］.5年计划开始后，石油公团组织10家公司开展东南海海槽调查与钻探工作，其主要工作是钻探及其相关技术，集中在水合物是否能成为将来的能源这一主题上.而地质调查所与东京大学等的一些科学家还在其他项目的支持下开展深入的研究工作.自1994年以来，日本地调所与东京天然气公司、大阪天然气公司、日本石油勘探公司合作进行天然气水合物的基础研究，早期的一些研究成果在1998年的地质调查所月报的专集中发表［2，13］.1997~1999年通产省下的新能源（产业技术综合开发机构NEDO 还设立了以研究为主题的项目—天然气水合物资源化技术先导研究开发，这些成果基本上没有发表［14，15］.虽然人们也在关心日本周围其他海域的天然气水合物的赋存状况，但此时主要精力已化在西南海海槽与东南海海槽的天然气水合物勘探、钻探与研究.至今为止，这两个地区积累了丰富的地球物理（包括・98・第16卷第2期宋海斌等：日本南海海槽天然气水合物研究现状多道地震、高分辨地震、深拖地震、海底地震仪观测、广角地震、“学院式”三维地震、高精度热流等等）、钻探、深潜器、地质与地球化学资料16-25］，可以说是世界天然气水合物研究最合适的天然场所之一（其他两个为布莱克海台与Cascadia 大陆边缘）.这一阶段国际合作更加广泛，有例行的日加工作会议（加拿大方主要是冻土带与Cascadia 大陆边缘水合物的研究者），美国、法国科学家也常常来日本完成有关工作.!.!研究队伍日本天然气水合物的海洋地质与地球物理研究主要由日本地质调查所、日本石油公团以及有关的公司（如日本石油勘探公司JAPEX ）、东京大学等三个部分组成.日本地质调查所组成了以资源能源部部长Yoshihisa Okuda 博士为首含19名科学家的研究队伍，主要包括资源能源部Yoshihisa Okuda 博士、Osamu Matsubayashi 博士、Manabu Tanahashi 博士、YoshioWatanabe 博士、Sumito Morita 博士（在石油公团出差），海洋地质部的Shin -ichi Kuramoto 博士、Mikio Satoh 博士，地壳化学部的Noboru Imai 博士、Tatsuo Maekawa 博士，地壳物理部的Naomi Kano 博士.日本地质调查所的科学家主要参与19971999年的先导研究项目及其他课题的研究，基本上没有参与5年计划的工作.东京大学的科学家主要有Ryo Matsumoto 博士、Hidekazu Tokuyama 博士、Juichiro Ashi 博士等.JAPEX 及其下属的地球科学综合研究所主要有Yutaka Aoki 博士、Akio Sakai 博士.在石油公团成立了以Takashi Uchida 博士为首的研究队伍（Hailong Lu 博士是其中一员），与以加拿大地质调查所Dallimore 博士为首的研究队伍合作，执行东南海海槽项目（包括麦肯基三角洲的钻探）的勘探、研究工作.!."研究计划基于1993年的实例研究，地调所估算了日本周围海域的甲烷水合物的资源量大约为6X 1012m3，是1992年日本全国天然气消耗量的100倍［1］.许多研究者指出日本周围的深海沉积物中的甲烷水合物蕴藏有巨量甲烷.上述估计与观点影响了日本石油委员会，他们在1994年向通产省提交了一份水合物研究建议书.建议书在国家第8个5年计划内，也就是在1995~1999年计划进行地球物理与钻探调查，并在1999年钻探天然气水合物.1998年在加拿大麦肯基三角洲冻土带水合物的钻探是该项目的重要组成部分.在通产省的资助下，日本石油公团开始执行“作为未来国内能源的甲烷水合物评估”项目.计划的评估方法包括地震调查和野猫井钻探.野猫井命名为通产省南海海槽井（MITI ”Nankai Trough ”），在1999年末钻探作为非常规油气藏的甲烷水合物与作为常规油气藏的中新统目的层.通产省于1995年在日本石油公团内组成了甲烷水合物推进委员会.为了1999年的南海海槽的成功钻探，委员会在1996年实施了与钻探、地球物理调查有关的技术上的综合研究.然后，与天然气水合物勘探有关的大部分科学家与技术人员集中研究钻探计划.项目还包括1995年ODP164航次钻探的初步研究及与加拿大、美国、俄罗斯开展冻土带钻探的国际合作.与钻探为主题的项目相对应，19971999年通产省下的新能源（产业技术综合开发机构NEDO 还设立了以研究为主题的项目—天然气水合物资源化技术先导研究开发.由通产省工业技术院的日本地调所、资源环境技术研究所、北海道工业技术研究所等3个国立研究所与地球科学综合研究所、日本海洋钻探公司、能源综合工学研究所、工程振兴协会等4个单位合作进行天然气水合物的探查、钻探、利用系统、环境影响4个方面的深入研究，取得了丰硕的成果.・09・地球物理学进展2001年这两个计划已于2000年3月完成，在2001年3月前新的研究计划还没有开始实施.由于野猫井的钻探取得了令人鼓舞的成果，预测很快就会开始实施新的大型项目.!."早期研究成果!.".#甲烷水合物相图的研究日本地调所利用实验得到了甲烷水合物相图.具体包括以下几个方面：研制了甲烷水合物合成仪器［26］，并进行了改进［27］以观测甲烷水合物的合成与分解过程；研究了纯水与纯甲烷合成甲烷水合物、甲烷水合物分解的温压条件［26］，研究表明甲烷水合物形成与分解相比，需要较底的温度、较高的压力；并进行了用盐水与纯甲烷合成甲烷水合物，盐水的相平衡曲线与纯水的相平衡曲线相比向低温、高压方向移动［27］；利用甲烷水合物合成实验，了解温度、压力（水深）、气体与水的组分等因素的相互关系.利用甲烷水合物实验得到的相图，探讨了甲烷水合物的自然界中的赋存条件与注入暖和的盐水进行甲烷水合物开发的模型［2］.地震反射剖面上的BSR 与实验得到的相图相关联.!.".!日本周围海域天然气水合物的分布自1974年以来，日本地调所利用R /V Hakurei-maru 号在日本周围海域进行海洋地质与地球物理调查，编制海洋地质图.同时，通产省在2000m 水深范围内进行了以海上石油与天然气勘探为目标的地球物理调查.这些调查获得的反射地震剖面的分析表明，BSR 主要分布在南海海槽的内陆坡与北海道周围海域［2］.南海海槽的地质背景与BSR ：南海海槽是上新世以来菲律宾海板块向欧亚板块俯冲形成的年轻海沟.在水深800~2000米的内陆坡，分布有数个上第三系沉积充填的弧前沉积盆地.在弧前盆地的外侧，较深的陆坡处有增生楔发育.BSR 通常分布于南海海槽北侧的弧前盆地内.形成单个“圈闭”，这些“圈闭”与局部地形高有关，并可能与下部的沉积与基底构造高对应.区域上BSR 分布于南海海槽的下陆坡、增生楔发育的地方.通常被逆冲断层错断，并被滑坡堆积扰动，因此BSR 的分布相当复杂.在南海海槽区深海沉积盆地的BSR 分布区，地震反射较强，可能与甲烷水合物层下方游离气的存在有关.北海道周围的地质背景与BSR ：由于北海道岸外海水温度较低，因此BSR 广泛分布于北海道周围海域，特别是鄂霍次克海水深超过500m 的地方，强BSR 分布较多.值得指出的是，这一地区一些BSR 与水合物无关，代表的是蛋白石的相变带，这些BSR 为正极性.日本周围海域有两种BSR 分布类型［2］，一种是闭合的，大体与下部地层地质构造有关的地形高对应；另一种是平坦/平原类型，BSR 分布均匀并与沉积平原对应.前一种在南海海槽深海台地的东端非常典型.1983年在深海台地附近，有一口老的勘探井，深达469m （比BSR 浅）.钻遇的下部地层—下中新统有丰富的生烃潜力与相当的成熟度，也有气显示.但是，在这一地区，可能有深部供给的热成因气运移到水合物稳定带.而后者主要分布在鄂霍次克海地区，那里分布着厚厚的比下中新统还年轻的地层.多年来许多研究者指出并研究了南海海槽BSR 的存在［11］.基于这些研究，甲烷水合物被认为是广泛分布于南海海槽，并估算了其包含的天然气的体积.Krason ［28］与Matsumoto［29］估算为（0.42~4.2）X 1012m 3和（0.8~8.0）X 1012m 3.括号内的数字代表甲烷水合物带的厚度，前者为1m ，后者为10m.Satoh 等［11］估算了四国岸外南海海槽地区的天然气水合物与有关的游离气资源量，分别为2.71X 1012m 3与1.6X 1012m 3.・19・第16卷第2期宋海斌等：日本南海海槽天然气水合物研究现状3西南海海槽的天然气水合物调查与钻探南海海槽从本州中部岸外、延伸到四国岸外，再向南到九州以东，最大水深4800m.南海海槽地区的地质与地球物理资料非常丰富.有工业部门与研究机构的反射与折射地震数据、完整的水深与旁侧声纳数据、大量的热流分析数据以及四个航次（31、87、131、190）DSDP /ODP 数据［24-25］.值得指出的是，在1999年6月~8月日美合作还采集了80km X 8km 的三维多道地震数据［20，22］.高分辨率的地震剖面揭示了通过增生楔的数个构造单元的面貌，根据Ewing 9907/9908航次3维地震数据的解释表明，沿着Muroto 断面自海沟向陆方向，增生楔可划分为南海海槽轴心带、原逆冲带PTZ （proto-thrust zone ）、叠瓦状逆冲带ITZ （imbricate thrust zone ）、前缘无序逆冲带OOSZ （out-of-seguence thrust zone ）、大个逆冲板片带LTSZ （large thrust slice zone ）与向陆倾斜反射带LDRZ （landward-dipping reflector zone ）［22，24-25］.虽然2000年的190航次没有采获天然气水合物固体，但有其存在的间接依据［24］.在陆坡上的1176站位与1178站位，温度测量与孔隙水氯离子浓度数据都指示有天然气水合物.由于水合物在外界温度与压力条件下是不稳定的，因此在采获过程中，水合物分解了.如果不是特别丰富的话，采获固体水合物不太可能.1176与1178站位位于海水甲烷水合物稳定带内.由于在这些站位甲烷是主要的气体，而且这些站位是非热成因的大洋站位，如果存在天然气水合物，必定是甲烷水合物.甲烷水合物的形成是一个高度的放热反应，而它的分解需要消耗大量的热能，并使岩心冷却.在1176站位的两个钻孔，在距海底220~240m 处测量到比周围还泠的温度，才4~5C.由于岩心采获率很低，在240~320m 范围没有数据.孔隙流体氯离子浓度指示比其他稀释过程少稀释约1%.在1178站位，天然气水合物似乎特别丰富.基于孔隙流体氯离子浓度资料，在120~400m 之间存在甲烷水合物，在150~200m 浓度最高.在距海底200m 处，测量到最低达0.5C 的温度.在一些钻孔，大多在150~200m 处，测量到4~6C 的温度.在1178站位，氯离子浓度—深度剖面显示，在90200m 有较陡的下降，并有两个极小值.第1个位于170~185m ，第2个极小值为524Mm ，而底水的值为558mM.这对应甲烷水合物分解造成大于6%的稀释.在150~200m 之间背景稀释值为3%.在200~400m 之间，氯离子浓度继续下降，逐渐从547mM 下降到BSR 深度（约420m ）处的517Mm ，对应7%的稀释.在氯离子浓度剖面上，叠加在背景值上有很多极小值.这表明在90~400m 之间，存在分散状的天然气水合物，对应3~4%的氯离子稀释值，特别是粗颗粒的沉积层中有较高的饱和度，对应6~7%的稀释值.在BSR 下方，氯离子浓度急剧下降，500m 处达到470mM 的最小值，至少6%的稀释值.这个低值带的原因仍然不清楚.这可能与更丰富的古BSR 对应，水合物分解没来得及释放稀释信息.与这一情形对应，在这一深度，有高浓度的甲烷.沉积与构造可能导致这种BSR 的向上移动.・29・地球物理学进展2001年4东南海海槽的调查与钻探4.11996年的地震调查与井位确定东南海海槽地区被选为调查区有以下原因［19］：1）在这一地区有常规油气远景；2）与甲烷水合物有关的BSR 在水深小于1000m 的浅水区域被发现；3）BSR 分布区与深部油气目标在同一位置.此外，南海海槽地区接近日本太平洋海岸工业带，是日本最大的油气消耗地区；甲烷水合物的天然气运输也方便.虽然在井位选择时没被考虑，但这无疑是比其他地区优越的重要原因.日本石油公团JNOC 于1996年在东南海海槽进行了常规与高分辨率地震调查［19］.与常规地震相比，高分辨率地震给出了层理、断层、BSR 等较好的横向与垂向分辨图像.与常规地震相比，高分辨地震调查的气枪体积小、气枪与检波器的深度浅、采样间隔小、道间距也小（表1）.处理方面，只应用了几何扩散校正、没有使用自动增益控制以保持相对真振幅信息；没有用倾斜时差校正与多次波压制以不扭曲子波波形（表2）.在高分辨地震记录上，BSR 有以下特征：与海底反射相比为反极性，相对高的振幅及部分不连续与不清楚（不是单个层而是高振幅带）.表1东南海海槽地区地震调查的采集参数［19］Tabie 1Data acguisition parameters of the seismic surveys in the Nankai Trough area［19］常规地震高分辨地震总的调查长度1007km 533km 炮点距25.0m 25.0m 道间距12.5m 6.25m 检波器深度12m 8m 记录道数280480叠加次数7060震源Sieeve 气枪Sieeve 气枪气枪体积2200in 3800in 3气枪压力1800psi 1800psi 气枪深度6m 4m 记录长度6s （beiow S.L.）5s （beiow S.L.）记录采样间隔2ms （在处理阶段重采样为4ms ）1ms （在处理阶段重采样为2ms ）表2东南海海槽地区地震调查的数据处理参数［19］Tabie 2Outiine of the data processing of the seismic surveys in the Nankai Trough area［19］常规地震高分辨地震最小相位子波!!振幅恢复!!反褶积!!多次波压制!X 动校与切除!!倾斜时差校正（DMO ）!X 共中心点叠加!!时间偏移!!相对真振幅处理X !・39・第16卷第2期宋海斌等：日本南海海槽天然气水合物研究现状处理结果表明，调查区有4块明显的BSR 分布区，分别是东南陆坡（水深900~1500）、第一Tenryu 圆丘南部斜坡（水深600~800）、Tenryu 峡谷与Ryuyo 峡谷之间的鼻状地形区（水深900~1200）、第二Tenryu 圆丘的西坡（水深500~1200）.在第一与第二Tenryu 圆丘的顶部，水深小于500m ，没有识别出BSR ，这些地区的温压条件不满足水合物稳定带的存在.建议的通产省南海海槽井位于Tenryu 峡谷与Ryuyo 峡谷之间的鼻状地形区，井位处BSR 的深度为290m.勘探区的附近通产省有2口钻井，“Sagara ”与“Omaezaki-oki ”，深达下第三系.2口钻孔的结果表明在这个地区分布有储集岩与成熟的烃源岩.“Omaezaki-oki ”的上渐新统与“Sagara ”的上渐新统与下中新统含总有机碳（TOC ）0.5%~1%，因此，认为它们是烃源岩.预测成熟的烃源岩（R 0!0.5）在“Omaezaki-oki ”井3000m 以下，在下沉地区大部分的上渐新统与下中新统被认为是成熟的.特别Tenryu 峡谷地区有厚厚的沉积，碳氢物质在那里生成.“Sagara ”井的Sagara 组有大于20%的孔隙度，通过DST 测试证实有天然气产出.Sagara 组被认为是在这个地区广泛分布，有砂岩发育.与生物成因天然气有关的泠泉被深潜器、ROV 调查与流体分析观测或检测到.被认为是水合物分解形成的流体与天然气造成的［30］.这样的泠泉主要分布在平行南海海槽轴向的断裂处，并存在Calyptogena 生物群落.在活动断裂附近也观测到大尺度的凹坑状的凹陷，这些凹陷的成因被解释为与活动断裂的活动与有关的水合物的分解相联系［21］.石油公团在Ryuyo 峡谷的一个重力活塞样品富有甲烷的天然气的!13O 值为-75.4%，意味着是生物成因.根据石油公团的地震调查资料（包括1996年的高分辨地震）确定了野猫井的位置.建议的野猫井距Tenryu 河河口40km.它位于第一Tenryu 圆丘的西南延伸部分上，在北西以Tenryu 峡谷为界，在南东以Ryuyo 为界.圆丘与峡谷在周围区域也很发育，局部地形的走向与南海海槽平行，为北东东—南西西.野猫井的选取主要是因为在同一位置上识别出中新统远景目标与清晰的似海底反射层.也就是说，通产省—石油公团计划的野猫井，一方面勘探甲烷水合物，另一方面勘探BSR 下方的游离气与深部常规油气藏.从勘探甲烷水合物的角度来说［31］，钻探的目标是澄清BSR 的成因与甲烷水合物的产状，评估BSR 下方的游离气，收集帮助阐明甲烷水合物经济意义的基本数据.这一野猫井水深950m ，BSR 深度是距海底290m ，设计井深距海面2800m.4.21997年的井位调查1997年石油公团进行了1999年野猫井的井位调查，包括钻了两口深达250m 的井、间歇地取样与地震调查［19］.目的是预测浅层气的分布以预防钻井灾害，为设计1999年的钻探下套管计划提供技术资料.采获样品以检查甲烷水合物的存在与否，并进行一些地质评价的参数测量.在两个深约250m 钻孔中采获了样品.证实地层有足够的强度放置套管.钻探时温度测量表明地温梯度为4C /100m ，海底的温度为3~4C.利用地温梯度与Dickens 等（1994）的相图，甲烷水合物稳定带的底界在250~300m.钻取的地层包括了大部分甲烷水合物稳定带地层，采获的岩芯包括以泥岩为主的碎屑沉积，并有少量沙层，但在井孔的下部有更多的沙层.虽然岩芯中没能观测到甲烷水合物，没有甲烷水合物的直接存在依据，但一些层的孔隙水氯・49・地球物理学进展2001年离子浓度较低表明可能存在水合物［32］.井位调查时取得的地震剖面上，BSR 的分布清晰明了.与1996年的高分辨地震相比，浅地震数据有非常高的分辨率.由于新剖面上的BSR 不连续，原先设计的井位向南南东方向移300m.新井位处有连续的BSR ，在它的下方有连续的反射层，推测与气水界面有关.BSR 的不连续被认为是与地层孔隙与渗透率的不均匀分布有关.一个倾斜的高孔隙度的砂岩层在层内可能有水平的BSR.而不渗透的泥岩层，不含水合物，没有BSR.甲烷水合物在倾斜层中发育，形成了不连续的BSR.!."#$$$年的钻探在日本主要报纸2000年1月20日的夕刊与1月21日的朝刊上，日本石油公团发布了东南海海槽水合物钻探与评价的初步成果［33］.作业者为JAPEX.井位离Shizuoka 省OmaezakiSpur 岸外Tenryu 河出海口50km ，水深945m.计划井深距海面2800m ，距海底1855m.钻机是美国Reading &Bates Falcon Drilling 公司的“M.G.~ulme Jr.”.预算为50亿日圆.井位的WGS -84坐标为137 44'52"E 、34 13'08"N.1999年11月12~14日，为调查浅层气，进行了水深945m 、井深1600m 的第一口先导孔钻探.为了预报钻探的热引起水合物分解有可能造成的天然气的突然排出，在海底井孔处有装备仪器的遥控潜水器ROV （Remotely Operated Vehicle ）监测.但在钻探过程中，没有发现排出的天然气.1999年11月14~16日为了检查水合物是否存在并预报其深度，进行了带随钻测井的水深945m 、井深1486m 的第二口先导孔钻探.在反射地震资料预测的深度处，发现了高电阻率层的存在.1999年11月16日，主孔开钻.1999年11月19日~12月2日.进行了常规的取芯.在1110~1146m 与1151~1175m 处进行了5次取芯，采获率为35.5m /60m.在1254~1272m 处尝试了保温保压取芯仪，采获率为5.5m /18m.石油公团研制开发的保温保压取芯仪第一次在日本海域使用.但是，由于操作困难，保温保压取芯没有完成.在1175~1254m 尝试了27次保温保压取芯，采获率为27.1m /79m.利用保温保压取芯仪与其它取芯仪采获了1110~1272m 处的一些砂岩层.根据岩样释放的大量天然气、异常低的岩样温度与孔隙水氯离子浓度低异常，证实了在1152~1210m 处总厚16m 的三层沉积物中存在甲烷水合物.在岩芯被带到船上时，已经没有水合物存在了，一些沉积物可能由于气体流动与后续的脱水作用显的有些扭曲.因此，没有采获固体水合物.至今为止，天然气水合物量的估计是根据氯离子浓度的分析计算得到的.这三层沉积物中天然气水合物占总体积的20%，因此，饱和度高达80%，是布莱克海台的10倍.初步估算，含有525X 106m 3/km 2的甲烷气.这些钻探成果表明，从水合物中提取甲烷是有前途的.虽然被发现的水合物层比希望的要薄，但水合物饱和度特别高，达到80%，钻探的结果是有前景的，以后的研究与开发活动更实在了.如果足够的水合物被识别，开采方法达到完善，估计开始甲烷水合物的商业开采的最早时间为2010年左右.甲烷水合物的采获率达到10%，就被认为完全有经济价值.・59・第16卷第2期宋海斌等：日本南海海槽天然气水合物研究现状5小结ODP196航次于2001年将在西南海海槽进行钻探，会进行随钻测井测量、并安放一些长期观测设备.在东南海海槽的ODP 钻探建议也有几年了，集中在双BSR 与天然气水合物的动态演化这一主题上，在将来可能也会实施.西南海海槽与东南海海槽的一些新资料（三维地震、高精度热流、钻探资料）深入的综合研究无疑会给世界水合物研究增添新的内容.此外，新一轮勘探开发研究也即将实施，因此，日本南海海槽的天然气水合物研究更会举世注目.参考文献［1］Okuda Y.Naturai gas hydrate as future resources ［J ］.Jour.Jap.Inst.Ener.1993，6，425~435（in Japanese with Engiish Ab-stract ）.［2］Okuda Y.Introduction to expioration research on gas 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关于建设“西沙群岛生态经济区”的建议
关于建设“西沙群岛生态经济区”的建议张本2008-2009年参加西沙群岛综合考察队的工作，现根据综合考察的结果提出建设“西沙群岛生态经济区”的建议。
所谓生态经济区就是指生态系统(包括生命系统和环境系统在特定空间的组合)与经济系统(包括生产力系统和生产关系系统在一定地理环境和社会制度下的组合)共同形成的复合系统在一个区域范围内的科学配置,它具有生态与经济的双重特性。
简言之，是指以某区域资源和环境为特征的生态保护与经济建设协调可持续发展模式。
建设西沙群岛生态经济区，有利于探索西沙群岛生态与经济协调发展的新路子，有利于探索西沙群岛综合开发的新模式，有利于解决西沙现阶段所存在的主要问题，有利于加强我国南海维权力量。
一、西沙群岛生态经济区的功能定位（一）南海诸岛“寓维权于开发”综合示范区。
正确处理西南中沙维权、生态保护、经济建设的关系，探索国际上有争议海岛维权、生态、经济协调发展的新模式，走出一条“以开发促维权，寓维权于生态保护和开发之中”的新路子。
（二）西沙群岛自然生态保护区。
设立国家级的珊瑚礁自然保护区，并争取纳入联合国的“世界生物圈保护区网络”，在实验区和缓冲区适度科学开发的前提下，大力加强生态建设和环境保护，在当前珊瑚礁生态系统遭受严重破坏的现实状况下，坚持生态保护与开发建设协调发展的原则，切实保护西沙群岛珊瑚礁生态系统的生态功能和生物多样性，构筑区域生态安全体系。
（三）西沙群岛国家海洋公园。
充分发挥西沙稀缺的热带岛礁资源和远离中国大陆的西沙原生态神秘面纱的资源优势，适度开发岛礁旅游，发展珊瑚礁观光和潜水平台，建造属地旅游邮轮，开发建设一批具有较强竞争力的西沙群岛特色鲜明的旅游项目，形成旅游产业链，建成国际知名的热带海岛生态旅游区，并使之成为海南国际旅游岛的著名品牌。
（四）西南中沙渔业补给基地和西沙群岛增养殖基地。
形成市场-捕捞-增养殖-加工-运销一条龙的产业化经营模式，发展高端产品，创建“西沙群岛”和“三沙”水产品品牌，加快渔业升级。
海底水合物地球化学探测方法的试验研究
这 样 ，天 然 气 水 合 物 分 解 出 的 甲 烷 等 气 体 就 如 同 常规 油 气 一 样 微 渗 逸 至 地 表 ，除 了 以游 离 态 存 在 于土 壤 颗 粒 孔 隙 之 间或 逸 散 至 大 气 中 ，或 以吸 附 态 保 存 在 土 壤 颗 粒 表 面 上 外 ，还 可被 保 留在 由烃 类 氧
１ 理 论 依 据
根据 油 气 化 探 的垂 向运 移 理 论 ，天 然 气 水 合 物 并 将 沉 积 物 样 品放 在 高 温 下 热 解 、解 吸 出 二 氧 化 碳
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ２—０ ６一叭
基 金项 目：国家 “６ ”海 洋领 域前 沿探索 课题 ８３
（２ 一 一 ） ８ ０探 ５ 。
（ 国 地 质 科 学 院 矿 产 资 源 研 究 所 ，北 京 １ ０ ３ ） 中 ０ ０ ７
摘 要 ： 选 择 西 沙 海 槽 水 合 物 潜 在 富 集 区 作 为 已 知 区 ，利 用 陆 上 油 气 地 球 化 学 勘 查 方 法 （ 解 酸
烃 、热 释 烃 、蚀 变 碳 酸 盐 方 法 ） 开 展 了 试 验 性 研 究 。 通 过 对 海 底 浅 表 层 沉 积 物 各 项 测 试 指 标
区 ，所 用 的 方 法 包 括 酸 解 烃 、 热 释 烃 、 蚀 变 碳 体 的一 种 地 球 化 学 方 法 。 热 释 烃 方 法 是 将 沉 积 物 样 酸盐 Ａ 等方法 。 Ｃ
品 加 热 到 一 定 程 度 解 吸 出 其 中烃 类 气 体 的 一 种 地 球
化学 方 法 。 蚀 变 碳 酸 盐 （ Ｃ） 方 法 则 是 基 于 微 渗 Ａ 逸烃类在运移过 程 中被 蚀 变成 一种 特殊 的碳酸 盐 ，
天然气水合物
——未来洁净的新能源
冰可以燃烧吗 ?
偶然的发现
30 年 代 ， 为 了
输送天然气， 铺设了输气管 道 一些输气管道 经常奇怪的被 冰块堵塞
对这些冰块结构和成份分析后发现，
这是天然气和水的结合物，可以燃烧 !?
-> 可燃冰 !!
1927年在克里米亚大地震期间，黑海海面燃
化学成份
(CH4· 2O) H
高度压缩的固态天然气
外表上看它像冰霜
甲烷占80％ - 99.9％
1 m3 水合物
164 m3 天然气
＋
0.8 m3水
形成原因
一种途径是，海底的动植物 残骸被细菌分解时释放出的 甲烷被高压低温的海底环境 锁进水分子笼中。
另一种途径是，可燃冰由海 洋板块活动而成。当海洋板 块运动时时，海底石油和天 然气便随板块的边缘涌上表 面。当接触到冰冷的海水和 深海压力，天然气与海水产 生化学作用，就形成“甲烷 水合物”。
海洋生态环境的破坏
如果在开采过中向海洋排放大量甲烷气体将会 破坏海洋中的生态平衡。在海水中甲烷气体常常发 生下列化学反应： CH4 + 2O2 = CO2 +2H2O CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 这些化学反应会使海水中O2 含量降低，一些喜 氧生物群落会萎缩，甚至出现物种灭绝；另一方面 会使海水中的CO2含量增加，造成生物礁退化，海 洋生态平衡遭到破坏。
（2）海底大陆架斜坡
如美国和日本的近海海域，加勒比海沿岸及我国 南海和东海海底均有储藏，估计我国黄海海域和青藏 高原的冻土带也有储藏。
估计全世界甲烷水合物的储量达1.87×1017m3 （按甲烷计），是目前煤、石油和天然气储量的二倍， 其中，海底的甲烷水合物储量占99％。
利用卫星热红外遥感探测南海天然气水合物
项新 领域 。 ０年代初 ． 祖基等 （ ９ ５ １ ９ ） ９ 强 １ ９ ， ９ ７ 多次
利用卫 星热红外 技术探 测 到地震 发生前 约 ７ ９ ， ～ 天 在震 中附 近存在 着 太 面积 的增 温异 常 ， 利用 这 一 并 遥感新技 术结合 地质理 论 已多次成 功地 进行 了地震 短临预 报 。黄福林 等 （９ ８ 还将此 种方 法应 用到海 １ ９）
在 德 国 召 开 太 空 会 议 以 来 ， 来 越 多 的 科 学 家 开 始 越
种 物体 发射 的红外光 谱 曲线 能反 映它们 的温度 特
征 和物 体本 身 的性 质（ 同的 材料 具 有不 同 的辐 射 不 率 ） 在相 同 的介 质环境 中 ， 出现不 同的温度 ， 如 可能 是 因其它物 质 的混 人 ， 使其 辐射 出更 强 的热 射线 。 故
研究 表 明（ 强祖基 等 ， ０ ： Ｍｓ ３ 震前 ２ ｌ９）在 ９ ≥ 地
收穑 日期 ：０ ０ １ ； 回 日期 ； ０ １０ ５ 责 任 缩辑 ： 雨 旭 ８ ０—２２ 改 ２ ０ ７０ ； 章
作 者 简 舟 ：卢 振 权 ． ，９２年 生 １ ９ 男 １７ ９ ５年 于 中国 地 质 大 学 （ 覆 ） 矿 产 普查 专 业 学 士 学 位 ，９ ７ 于 中 国地 质 大 学 （Ｌ ） 矿 床 学 专 业 武 获 １９ 年 －京 获 ｉ ，
星热红外增温异常与海底天然气水告物的关系 ， 指出了南 海西沙海槽 区 、 沙群岛 岛坡 区、 东 笔架南盆地、 吕宋海槽 北
区 、 沙海 槽 一 带 等 是 天 然 气 水 音 物可 能 的赋 存地 带 。 南 关 键 词 卫 星热 红 外 遥 感 南海 天 然 气水 台 物
卫 星 热红外 遥感 方法 在 环境 与 灾 害监测 、 资源 勘查 中 的应 用 ， 国 际上 近些 年来 正 在努 力 发 展 的 是
南海西沙西南海底麻坑区天然气水合物发育的孔隙水地球化学证据
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｍ ｅ ｇ ａ ｐｏ ｃ ｋｍ ａ ｒ ｋｓ ａ ｒ ｅ ｗｉ ｄｅ ｌ ｙ ｓ ｃ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈｒ ｏ ｕｇ ｈ ｏ ｕｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕｔ ｈｗｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｘｉ ｓ ｈ ａ Ｕｐｌ ｉ ｔ，ｎｏ ｆ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ Ｓｏ ｕ ｔ ｈ Ｃｈ ｉ ｎａ
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中图分 类号 ： Ｐ ５ ９ ２ ； Ｐ ６ ７ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编号 ： ０ ３ ７ ９ ． １ ７ ２ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ６ — ０ ５ ５ ７ — １ ０
Ｇａ ｓ ｈｙ ｄｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｓ ｉ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｐｏ ｒ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｇ ｅ ｏ ｃ ｈｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｐ ｏ ｃ ｋ ｍａ ｒ ｋ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｏ ｕ ｔ ｈｗｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｘｉ ｓ ｈａ Ｕｐｌ ｉ ｆ ｔ ， Ｓ ｏ ｕｔ ｈ Ｃｈｉ ｎ ａ Ｓｅ ａ
南海西沙海槽6Ma以来天然气水合物稳定带演化初探
南海西沙海槽6Ma以来天然气水合物稳定带演化初探南海西沙海槽是南海地区的一个典型海域，历史悠久，自然风光优美，是南海区域石油和天然气资源的重要发现地之一。
随着对南海西沙海槽地区地质和天然气水合物的研究深入，科学家们发现，该地区地质演化历史悠久，千百年来，自然条件发生着巨大变化，天然气水合物稳定带随之发生了演化。
南海西沙海槽是一个活跃的钙化沉积体系，并且在数百万年前已经开始了天然气水合物形成的过程。
根据研究，该区域的天然气水合物稳定带是在6Ma（百万年）前开始形成的。
在早期的演化过程中，据推断处于温度与压力适宜的达化期。
时隔200万年，该地区天然气水合物稳定带演化为稳定期，到了稳定期，地下水的运动和地质构造异常变化成为影响天然气水合物生成和稳定的主要因素。
接下来的100万年里，南海西沙海槽经历了一次盐度异常改变的周期，引起了天然气水合物转向不稳定期的演化过程。
在不稳定期，由于岩层下方的热量不断传递，水合物层的溶解度也随之提高。
该期间的相变速度更快，确定了当时的天然气水合物稳定带的分界线。
自6Ma以来，南海西沙海槽的天然气水合物稳定带经历了多次变化，其中包括天然气水合物生成的早期达化期、稳定期和不稳定期。
这些变化的原因多种多样，包括地质构造变化、温度、盐度的变化等因素，这些因素和天然气水合物的生成和稳定都有着深刻的关系。
总的来说，南海西沙海槽的天然气水合物稳定带的演化，是地球演化史上的一大奇迹。
对它的研究，不仅可以为地质学、地球化学领域的研究提供新材料，也可以为天然气水合物的储量预测、采集技术和利用奠定良好的基础。
南海西沙海槽的天然气水合物稳定带经过多次演化，从早期的达化期、稳定期，到不稳定期，沉积地层和地质结构的变化是导致这种演化的主要因素。
南海西沙海槽中存在丰富的天然气水合物储层，储量主要分布在Pliocene和Quaternary层位中。
根据研究数据显示，南海西沙海槽的天然气水合物储量约为1.2万亿立方米，其中的可开采储量约为2.2万亿立方米。
南海琼东南盆地-西沙海槽天然气水合物地球化学勘探与资源远景评价
南海琼东南盆地-西沙海槽天然气水合物地球化学勘探与资源远景评价蒲燕萍;孙春岩;陈世成;罗伟;孙艳;张海东【期刊名称】《地质通报》【年(卷),期】2009(028)011【摘要】研究工区范围为南海琼东南盆地至西沙海槽一线的海域.数据来自:中国地质大学参加了2000年和2006年在中国南海西沙海槽工区天然气水合物地球化学勘探,通过现场快速勘查实测和室内分析测试得到的多种烃类数据;申请到大洋钻探3个航次典型钻井的样品.经国内实验室实测得到的酸解烃指标和酸解烃微量甲烷碳同位素数据;搜集的其他文献涉及研究区的酸解烃指标数据和酸解烃微量甲烷碳同位素数据.依据甲烷的地球化学特征、湿度比值分布和甲烷碳同位素的组成特征对研究区天然气水合物的成因进行了分析研究:依据数据对比探讨了酸解烃微量甲烷同位素值的地球化学意义,对中国海区天然气水合物的成因进行了讨论判别.最后,依据上述结论对区内天然气水合物资源的远景进行了评价和预测.【总页数】6页(P1656-1661)【作者】蒲燕萍;孙春岩;陈世成;罗伟;孙艳;张海东【作者单位】中国地质大学工程技术学院,北京,100083;中国地质大学工程技术学院,北京,100083;中国地质大学工程技术学院,北京,100083;中国地质大学工程技术学院,北京,100083;中国地质大学工程技术学院,北京,100083;中国地质大学工程技术学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P618.13;P632【相关文献】1.西沙海槽研究区天然气水合物地球化学勘探及成藏模式研究 [J], 孙春岩;牛滨华;王宏语;赵克斌;吴能有;苏新;李佳2.南海西沙海槽6Ma以来天然气水合物稳定带演化初探 [J], 金春爽;汪集旸n;卢振权3.南海琼东南盆地气态烃地球化学特征及天然气水合物资源远景预测 [J], 孙春岩;吴能有;牛滨华;孙艳;崔义;罗伟;陈剑平4.南海北部陆坡西沙海槽XS-01站位沉积物孔隙水的地球化学特征及其对天然气水合物的指示意义 [J], 杨涛;蒋少涌;葛璐;杨競红;凌洪飞;吴能友;张光学;刘坚;陈道华5.西沙海槽研究区天然气水合物地球化学勘探 [J], 孙春岩;王宏语;牛滨华;黄新武因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
南海西沙海槽6Ma以来天然气水合物稳定带演化初探
虫氧 同位素 、 造热演化资料 分析了水 深、 构 海底温度 、 地温梯 度 的变 化 ， 而探讨 了南海 西沙海槽 地 区 ６Ｍａ以来天 进
然气水合物稳定带 的演化 。结果表 明： 南海 西沙海槽 地区 ６Ｍａ以来天然气水合 物稳定带 经历了稳定 、 缓慢减薄 、 快 速增厚 、 幅度变化 和减 薄的一个过 程 。海底 温度 的变化 对天 然气水 合物稳 定带 厚度影 响最 大 ， 小 热历 史的影 响次
ｓａ ｌ ｏ ｎ ｓ ｏ ｇ ｆＳ ｕｔ ｔ ｂ ｅｚ ｎｅ ｉ Ｘｉｈａ Ｔｒ ｕ ｈ ｏ ｏ ｈ Ｃｈｉ ａ Ｓ ａ ｓｎ ｅ ６ Ｍ ａ Ｂ． ｎ ｅ ｉ ｃ Ｐ．
Ｊ Ｎ ｈ ｎ ｈ ａ ｇ ，Ｗ ＡＮＧ ｉ ｎ ２ａ ｄＬＵ ｈ ｎ ａ ３ Ｃ ｕＳ ｕｎ Ｉ ＪＹａ ｇ ｎ Ｚ ｅ Ｑｕ ｎ
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南海西沙西南海底麻坑区天然气水合物发育的孔隙水地球化学证据
南海西沙西南海底麻坑区天然气水合物发育的孔隙水地球化学证据陈琳莹;罗敏【摘要】南海西沙西南海底广泛发育规模巨大的海底麻坑,麻坑内GC14柱样5.7 m到6.7 m深度孔隙水中Cl-浓度降低,同时伴随δ18O值升高,显示有天然气水合物的发育.同时,孔隙水中的Cl-,Na+和K+浓度主要沿着海水稀释线分布,排除了黏土矿物脱水引起Cl-浓度降低和δ18O值升高的可能性.根据Cl-浓度和δ18O值异常估算的水合物饱和度分别为6％～10％和7％～15％.由此可以推断,西沙西南麻坑区可能是具有良好水合物勘探前景的海域.%Mega-pockmarks are widely scattered throughout the southwestern Xisha Uplift,northern South China Sea (SCS).Pore water collected from a gravity-core inside of a mega-pockmark exhibited a decrease in the Cl-concentration concomitant with an increase in the δ18O value at the interval of 5.7～6.7 m below the seafloor,suggesting a possible gas hydrate occurrence.The Cl-,Na+,and K+ concentrations cluster mainly along the seawater freshening line without a distinct Na+ enrichment and K+ depletion.The gas hydrate contents were estimated to be between 6％～10％,and 7％～15％,respectively,according to the C1-concentration offsets and the δ18O values obtained from the baselines.The southwestern Xisha Uplift pockmark field is likely to be a good prospective area for the occurrence of gas hydrates in the shallow sediments.【期刊名称】《地球化学》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】10页(P557-566)【关键词】天然气水合物;孔隙水;氯离子;δ18O;西沙西南【作者】陈琳莹;罗敏【作者单位】上海海洋大学海洋科学学院上海深渊科学工程技术研究中心,上海201306;青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东青岛266071;上海海洋大学海洋科学学院上海深渊科学工程技术研究中心,上海201306【正文语种】中文【中图分类】P592;P670 引言天然气水合物是由天然气(主要是烃类气体)和水分子组成, 形成于低温高压环境, 具有笼状结构的似冰状结晶化合物, 主要赋存于陆地永久冻土带以及水深大于300 m 的海底沉积物中[1]。
Nankai海槽天然气水合物储集层的渗透率评价
地 区之一 。为 了更好 地 了解这 些 沉积 地层 的形 成 和
３ 天然气水合物 的渗透率
在油层中渗透率是较难采集 的测量值之一 ， 也 是最有价值 的测量值之一 。传统上 ， 渗透率一直是 实验室岩样测量值或 由中途地层测南 ／ ￡ 电缆地层压 力测试过程 中的瞬态压力响应推导 出， 然后将其与 测井资料建立关 系。现在， 岩心实验 室实验给 出了 直接获得典型渗透率测量值的唯一方法 ， 假设岩心
Ｄ ｕ ｒ ｙ 等 著 ｏｇＭｕｒ ａ 李庆 华 唐 红 译 校
【 摘
要】 已经研究Байду номын сангаас各种方法来评价储集层渗透率。一种常用的方法就是在 实验 室测量
岩心渗透率 ， 并用这个岩心渗透率作为其他渗透率值（ 可从 当地经验关 系式、 地层 压力测试、 磁共 振和地球化学测井推导 出） 的一个标准。 使 用天然气水合物作为一种替代能源的最新进展增添了人们 了解含水合物储集层及其有关渗
构造 ，０ ４年 日 ２０ 本经济 贸易工业部 （ Ｅ Ｉ 曾领导 Ｍ Ｔ）
一
个国家项 目。作为这 个项 目的一部分 ， 曾钻取 了
３ ２口探井 ， 采集 了大量 的测井 和 岩心 资料 （ ａａ Ｔ ｋ—
ｈ ｓｉ Ｔ ｕｉ２０ ） ａｈ 和 ｓｊ ０ ５ 。 ，
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第 ２期
２０ ０ ７年 ６月
国 外
油
气
地
质
信
息
Ｎ０ ２ ．
Ｏｉ ｌ＆ Ｇａ ｏ ｏ ｙ Ｉ ｆｒ ｔ ｎ Ａｂｒ ａ ｓ Ｇｅ ｌ ｇ ｎ ｏ ｍａ ｏ ｉ ｏｄ
南海西沙海域天然气水合物识别与分布预测
在 中 新 世 以 前 ，区 内 构 造 活 动 活 跃 ，发 育 多 条 近 北 东 向 和 东 西 向 的 深 大 断 裂 ，从 深 部 断 至 第 四 系 地 层 甚 至 海 底 ，沟 通 了 深 部 源 岩 和 浅 层 的 储 层 ，为天然 气向浅部地层运移提供了通道。在海底还可见麻坑 分 布 ，其形成通常与海底流体活动有关，而这种流体 活动多与海底油气藏渗漏或天然气水合物分解有 关 [7]。区内的麻坑可能为天然气水合物分解导致海 底浅层地层不稳而形成。
第21卷 第 4 期
重庆科技学院学报（自然科学版)
2019年 8 月
南海西沙海域天然气水合物识别与分布预测
杨志力王彬李丽李东张强吴敬武孙国忠
( 中国石油杭州地质研究院，杭 州 310023)
摘 要 :西 沙 海 域 在 烃 源 岩 、运移通道、盖层条件、保 存 条 件 等 方 面 都 具 备 发 育 天 然 气 水 合 物 的 条 件 ，西沙海域海底
稳 定 底 界 之 下 存 在 游 离 气 ，在 西 沙 海 域 有 广 泛 分 布 的 天 然 气 水 合 物 ，资 源 潜 力 较 大 。 关键词:西沙海域；似海底反射；天然气水合物；AVO& 地震反射特征
中图分类号:P631
文献标识码:A
文章编号:1673 -1980(2019)04 -0033 -06
•33 •
杨 志 力 ，等 ：南 海 西 沙 海 域 天 然 气 水 合 物 识 别 与 分 布 预 测
合物的识别，是经济可行的研究方法。全球已发现的
天然气水合物中，运用地球物理识别方法发现的占大 多 数 ，可见以地球物理识别方法为代表的间接识别法
是识别和预测天然气水合物分布的有效方法之一。 2 . 1 根据海底地貌特征进行识别
南海西沙海槽6Ma以来天然气水合物稳定带演化初探
南海西沙海槽6Ma以来天然气水合物稳定带演化初探金春爽;汪集旸n;卢振权【期刊名称】《矿床地质》【年(卷),期】2011(030)001【摘要】Based on the changes of sea level, oxygen isotope of benthic foraminifer and thermal evolution, this paper analyzed the changes of water depth, sea bottom temperature and geothermal gradient of Xisha Trough since 6Ma B. P., then predicted the evolution of the natural gas hydrates stable zone. The result shows that the natural gas hydrates stable zone has gone through stable stage, slowly attenuating stage, relatively quick incrassation stage, gently changing stage and quickly attenuating stage. The sea bottom temperature change has most strongly affected the natural gas stable zone, sea level variation has had the weakest influence and geothermal gradient has exerted the intermediate influence.%水深、海底温度、地温梯度是影响天然气水合物稳定带的重要因素.文章通过海平面变化、底栖有孔虫氧同位素、构造热演化资料分析了水深、海底温度、地温梯度的变化,进而探讨了南海西沙海槽地区6 Ma以来天然气水合物稳定带的演化.结果表明:南海西沙海槽地区6 Ma以来天然气水合物稳定带经历了稳定、缓慢减薄、快速增厚、小幅度变化和减薄的一个过程.海底温度的变化对天然气水合物稳定带厚度影响最大,热历史的影响次之,海平面变化的影响最小.【总页数】7页(P156-162)【作者】金春爽;汪集旸n;卢振权【作者单位】国土资源部油气资源战略研究中心,北京,100034;中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】P618.13【相关文献】1.南海琼东南盆地-西沙海槽天然气水合物地球化学勘探与资源远景评价 [J], 蒲燕萍;孙春岩;陈世成;罗伟;孙艳;张海东2.末次冰期以来珠江口盆地深水区天然气水合物稳定带演化 [J], 刘杰;金光荣;邬黛黛;杨睿;刘丽华3.南海北部陆坡西沙海槽XS-01站位沉积物孔隙水的地球化学特征及其对天然气水合物的指示意义 [J], 杨涛;蒋少涌;葛璐;杨競红;凌洪飞;吴能友;张光学;刘坚;陈道华4.末次盛冰期以来西沙海槽天然气水合物储库变化及其对环境的影响 [J], 王淑红;颜文;宋海斌5.南海东沙海域深水区末次冰期以来天然气水合物稳定带演化 [J], 刘杰;刘丽华;吴能友;邬黛黛;金光荣;杨睿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
863计划海洋技术领域天然气水合物勘探开发关键技术
附件1：863计划海洋技术领域“天然气水合物勘探开发关键技术”重大项目2006年度课题申请指南一、指南说明“天然气水合物勘探开发关键技术”是“十一五”863计划海洋技术领域重大项目之一。
项目总体目标是：重点开发天然气水合物成矿区带的高精度地球物理和地球化学勘探技术，自主研发水合物钻探取样技术与装备，开展水合物钻探、开发及环境影响评价等关键技术研究，集成海域天然气水合物目标快速探测系统平台，初步形成天然气水合物资源勘探技术系列和装备，有效评价1～2个天然气水合物有利矿区，为天然气水合物开发作技术储备。
重点任务是：●开发海域天然气水合物矿体目标的三维地震与海底高频地震（HF-OBS）联合探测技术、水合物成矿区带的流体地球化学探测技术，以及水合物成矿区带的高精度海洋人工源电磁探测技术及海底热流原位探测技术，实现水合物成矿区带的高效综合勘探技术系列，为我国海域天然气水合物成矿区带勘探提供高技术支撑。
●研制水合物的保真取样（芯）器，开发样品处理分析技术，集成天然气水合物保真取样及样品后处理系统，为实现水合物样品采集提供支撑。
●研制天然气水合物保压保温钻探取芯装备，形成天然气水合物钻探取样系统；开展水合物开发前的实验合成条件模拟、水合物形成的相平衡实验模拟、三维水合物藏生成模拟与开采实验研究平台，以及水合物开发的环境影响评价技术，为水合物开发提供技术储备。
●通过上述技术的研发，预期获得专利及软件著作版权登记20～30项，培养一支天然气水合物科技研发队伍。
根据上述任务,项目分解为以下10个课题：1.天然气水合物矿体的三维与海底高频地震联合探测技术2.天然气水合物的海底电磁探测技术3.天然气水合物的热流原位探测技术4.天然气水合物流体地球化学现场快速探测技术5.天然气水合物原位地球化学探测系统6.天然气水合物重力活塞式保真取样器研制及样品后处理技术7.天然气水合物钻探取芯关键技术8.天然气水合物成藏条件实验模拟技术9.天然气水合物开采技术平台与开采技术预研究10.天然气水合物探测技术系统集成本项目2006年启动除“天然气水合物探测技术系统集成”课题外的9个课题，均为公开发布课题申请指南，采用择优委托方式确定承担单位。
漠河盆地多年冻土区天然气水合物地球化学调查及远景评价
漠河盆地多年冻土区天然气水合物地球化学调查及远景评价张富贵;唐瑞玲;杨志斌;朱敬华;周亚龙;孙忠军【期刊名称】《现代地质》【年(卷),期】2018(32)5【摘要】漠河盆地是我国冻土发育的主要地区之一,发育良好的天然气水合物成藏系统,具有天然气水合物形成的良好条件。
为了圈定天然气水合物远景区,识别油气聚集体,判别天然气水合物成因,在漠河盆地冻土较发育地区开展了1∶5万天然气水合物地球化学资源调查。
结果表明:(1)在森林沼泽景观区,顶空气和荧光光谱指标是天然气水合物勘查的主要指标,借鉴青海木里冻土区天然气水合物地球化学勘查成功的经验,结合AMT、地质等资料分析,元宝山凹陷是天然气水合物较为有利的远景区;(2)岩心样品甲烷碳同位素分析显示,烃类气体分异明显,浅层烃类气体基本为生物气,深部烃类气源主要为混合成因气,个别解吸气为微生物气和热解气;(3)试验性应用了分形-GIS技术,可以细致可靠地进行异常区范围划定,消除干扰因素,有效地圈定水合物远景区。
【总页数】9页(P1003-1011)【关键词】天然气水合物;地球化学调查;多年冻土区;漠河盆地;远景评价【作者】张富贵;唐瑞玲;杨志斌;朱敬华;周亚龙;孙忠军【作者单位】中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所;中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室;临沂大学【正文语种】中文【中图分类】P618.13【相关文献】1.漠河盆地冻土区天然气水合物地球化学特征及意义 [J], 唐瑞玲;张富贵;杨志斌;李庆霞;孙忠军2.漠河盆地漠河组天然气水合物潜在气源岩评价 [J], 邓磊;志刚;刘蕴;董纹希;刘聪3.南海琼东南盆地-西沙海槽天然气水合物地球化学勘探与资源远景评价 [J], 蒲燕萍;孙春岩;陈世成;罗伟;孙艳;张海东4.东北漠河多年冻土区天然气水合物的成矿气源 [J], 赵省民;邓坚;陆程;苗忠英;宋健5.漠河盆地多年冻土带生物气的发现及对陆域天然气水合物勘查的重要意义 [J], 赵省民;邓坚;饶竹;文志刚;陆程;刘晨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
南海西北陆坡天然气水合物调查区滑坡带特征及成因探讨
南海西北陆坡天然气水合物调查区滑坡带特征及成因探讨陈泓君;黄磊;彭学超;吴峧岐;李文成;王英民【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2012(000)005【摘要】近十几年来,我国在南海琼东南陆坡区、西沙海槽区和神狐海域陆续开展了多个航次的天然气水合物资源调查工作。
调查资料揭示南海西北陆坡海底滑坡较为发育。
其成因复杂,因地形地貌、底质、沉积作用、构造活动的影响而发育规模不等、形态各异的滑坡带。
利用近年来调查获得的高分辨率单道地震及多波束测深资料,在以往天然气水合物调查区内识别出3个滑坡带：神狐滑坡带、西沙海槽北坡滑坡带和琼东南陆坡滑坡带。
神狐滑坡带位于神狐暗沙东南侧陆架坡折带,水深400—600m,长约100km,宽约25km,呈NE—SW向展布,其形成与天然气水合物分解密切相关,稳定性较好。
西沙海槽北坡滑坡带位于西沙海槽北侧陆坡,水深约2000—3100m,长约90km,宽约15—20km,呈近EW走向,为巨厚沉积物在重力作用下发生整体性滑移,稳定性较好,但局部仍存在不稳定区域,极易发生滑坡扇。
琼东南陆坡滑坡带位于琼东南陆坡陡坡处,水深约250—850m,呈NE—SW向展布,长约150km,宽约5—10km,其主要受活动断层及底流侵蚀影响,稳定性较差。
本研究成果可为天然气水合物资源调查与勘探提供科学依据。
%10.3969/j.issn.1009-5470.2012.05.004【总页数】8页(P18-25)【作者】陈泓君;黄磊;彭学超;吴峧岐;李文成;王英民【作者单位】中国科学院边缘海地质重点实验室, 中国科学院南海海洋研究所, 广东广州510301; 国土资源部广州海洋地质调查局,广东广州, 510075; 中国科学院大学, 北京100049;国土资源部广州海洋地质调查局,广东广州, 510075;国土资源部广州海洋地质调查局,广东广州, 510075;国土资源部广州海洋地质调查局,广东广州, 510075;国土资源部广州海洋地质调查局,广东广州, 510075;中国石油大学, 北京 102249【正文语种】中文【中图分类】X43;P618.13【相关文献】1.南海北部陆坡天然气水合物区地质灾害类型及其分布特征 [J], 何健;梁前勇;马云;石要红;夏真2.南海北部陆坡区新近系沉积体系特征与天然气水合物分布的关系 [J], 于兴河;张志杰3.南海北部陆坡天然气水合物区海水甲烷浓度分布特征及其影响因素探讨 [J], 梁前勇;赵静;夏真;杨胜雄;康建华;林进清;雷知声;邓义楠;滕德强4.南海北部陆坡珠江口盆地东南海域GMGS2-09井孔隙水地球化学特征及其对天然气水合物的指示意义 [J], 赖亦君;杨涛;梁金强;张光学;苏丕波;方允鑫5.南海北部陆坡大型气田区天然气水合物的成藏地质构造特征 [J], 吴时国;姚根顺;董冬冬;张光学;王秀娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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地球科学——中国地质大学学报第29卷2000--03、GH一01航次有关天然气水合物大洋科学调查,基于海上实际工作和目前承担国家“863”计划、“973”计划的课题研究成果完成了本论文.论文首次发表了南海西沙海槽现场实测得到的多种地球化学实测数据成果;结合室内研究和地球物理资料预测评价了西沙海槽天然气水合物勘探远景区;依据地球化学异常特征和碳同位素数据,探讨了该区气态烃甲烷的成因.1西沙海槽工作区位置和地质概况1.1工作区地理位置和研究程度研究调查工作区位于西沙海槽海域内的一个菱形区域,具体位置如图1所示.由于该区处在陆坡深水区,工作程度较低.1999年10月,国土资源部广州海洋地质调查局完成了以天然气水合物资源前期调查为目的的530km多道高分辨率地震勘探,发现了多段似海底反射界面(BSR,累计达100多km. 2000年9—10月,“探宝号”船和“海洋四号”船分别在该区进行了天然气水合物资源调查(HYl26—2000--03航次,完成了约1500km的多道地震和15个站位的地球化学取样、气态烃的现场分析等工作.2001年7—8月,“海洋四号”大洋科学考察船在西沙海槽区域进行了中国首次天然气水合物资源调查专项(GH~01航次,主要勘探方法有单道地震、浅层剖面、海底摄像、沉积物取样、现场地球化学分图1研究工作区位置Fig.1Location of working area 析、多波束测深、重磁测量等.1.2西沙海槽研究区有关水合物形成的地质条件工作区的中部区域属于新生代沉积盆地,经过有关部门调查,该区域单独划为西沙海槽盆地.该盆地基本为半地堑型盆地,深部沉积了较厚的浅海相、海陆交互相碎屑沉积,快速埋藏了新生代大量的有机质物质,具有较好的石油和能源气藏发育条件,能够为形成天然气水合物提供充足的物质来源.通过对ODPl84航次1146站位顶空气中烃类组分及其甲烷碳同位素分析,发现东沙群岛南部陆坡的气体以热解气为主(蒋国盛和王达,2002.德国“太阳号”调查船发现,海槽附近沉积物中的气体也为热解气,而南海南部陆坡区的气体则以微生物气为主.工作区位于准被动大陆边缘断层褶皱构造带,具有良好的地貌条件.受断裂构造即水流底蚀作用,陆坡地形复杂多变,整体呈阶梯状下降,发育海槽、海谷、海山、海丘、陡坡、陡坎、海底高原、海底滑塌以及海底扇等各种构造地貌.这与国外发现水合物地震BSR特征地区的海底地貌条件具有一定的相似性.国外勘探经验表明,被动大陆边缘地区的断裂一褶曲构造、底辟构造、海底扇状地形、麻坑地形(pockmark和海底地滑等多种形式的海底浅表层构造环境往往有利于水合物的形成,并且成为海洋天然气水合物勘探的重点地区.因此,从相似地质条件对比分析上推测,本区应该是天然气水合物赋存的有利区块.另外本区构造条件、沉积条件、地温状况等均有利于天然气水合物矿藏的形成.由此,海上工作区水合物物资来源发育,构造条件及断层性质有利于形成流体运移,具有形成水合物赋存的浅部稳定环境和温压条件,具备了水合物成藏的地质条件.在大的区域上,该地区应该为南海具有天然气水合物赋存前景的地区之一(周蒂等, 2000;孙春岩等,2001;蒋国盛和王达,2002;王宏语等,2002;孙春岩等,2003.2工作区地球化学勘探2.1样品采集和现场测试西沙海槽工作区现场取样由广州海洋地质局“海洋四号”科学调查船于2000年10月和2001年8月分2次完成.采用随船重力柱状管、大型重力活塞管、箱式及抓斗等取样工具主要采集了表层沉积物和底层水样品,同时有少量表层海水样品和零海138地球科学——中国地质大学学报第29卷图2西沙海槽(距海底1.3~1.5m沉积物甲烷含量等值线Fig.2Concentration contour of methane for sediments at Xisha ocean trough图3西沙海槽(距海底1.3~1.5m沉积物乙烷含量等值线Fig.3Concentration contour of ethane for sediments at Xisha ocean trough探测天然气水合物矿藏中主要组分垂向渗漏、运移的信息和证据,进而鉴别筛选地球物理BSR和BZ 指示的有利地段,解决地球物理方法技术的多解性问题,发现天然气水合物远景区,指导勘探工作.按照此种思路,考虑了海水深度和下部断层的发育情况等因素,将地球化学气态烃甲烷异常分布同地震BSR、BZ识别带叠合,获得西沙海槽工作区物化探指标综合异常,并依此筛选推断预测出水合物勘探远景区(图4.本区预测存在5个比较有利的勘探区域:工区域为B07站位周围区域,该区域位于北部斜坡地带上,水深500m左右.有较为典型的BSR第2期孙春岩等:西沙海槽研究区天然气水合物地球化学勘探139图4水合物重点勘探远景区预测Fig.4Favorable prospecting area of marine gas hydrate现象,VAMP较明显,浅部的空白模糊带BZ比较厚,浅部地层沉积物中气态烃含量高.但只有2条地震测线控制,所以面积较小.Ⅱ区域为位于北部斜坡上较大面积的区域,水深从5002300m不等,考虑BZ厚度因素和地震剖面BSR识别时所预测的范围略有不同.除了BSR 现象和较厚的BZ带外,部分测线上还有比较明显的VAMP现象、亮点现象、极性反转现象、瞬时频率异常现象及AVO属性异常等现象.该区域下部具有较大厚度的沉积地层和较为发育的正向断层。
浅部和其他区域相比具有较快的沉积速率.并且B20站位通过海底摄像发现了碳酸岩介壳状沉积物.该区的B12点位(水深约1700m表层沉积物气态烃含量低于背景值,甲烷碳同位素测试值为51×10一,这也一定程度上说明该区域可能有固体水合物的赋存,并且聚集成层.该聚集层起到了阻挡深部气体继续向上渗逸到海底地表的作用,使局部区域表层沉积物中气态烃含量减少,也使少量的生物成因在海底地表沉积物中占了较大的比例,形成表层沉积物的甲烷气热解、生物混合成因.Ⅲ区域位于西沙海槽北部斜坡的下部,水深2500m左右.该区域有较为典型的BSR、VAMP特征,由于水深较大,压力相对较大,BSR发育的层位更浅,BZ发育也就会较薄.气态烃测试该区内的A14、B28、B24、B18点位的沉积物都有较高的甲烷气浓度.Ⅳ区域为南部隆起带上的一个局部区域,该区域水深在1700m左右.地震剖面上BSR现象特征比较明显,但发育较局限.由于水深较大,BSR发育较浅,空白带较薄.虽然该区域附近大断层比较发育,但在表层沉积物的甲烷含量并不高.V区域为B33和B30点位的周围区域,该区域水深在1200~1800m之间.地震BSR现象不明显,其有可能是因为游离气聚集性较差,或水合物分解的气体量较少,没有形成BSR反射.但在浅部其空白反射还是比较明显的,海底表层沉积物甲烷含量浓度较大.也有可能存在大量比较分散的水合物矿产.总之,这几个区域水深均为大于300m的海域,具有水合物保存温度和压力条件;下部分布有区内的次级凹陷,有良好的气体物源条件;下部地层或附近地层都发育有较大断层,有烃类来源通道;特别是北部斜坡上的几个区域,上第三系地层及第四系地层沉积速率较快,沉积较为稳定,厚度较大,具有较大的孔隙度;具有水合物矿藏形成的“运”、“储”、“保”条件.3形成水合物的气态甲烷成因探讨据吴必豪等“南海潜在天然气水合物矿藏的成因及形成模式初探”一文提出:南海烃类气体的来源复杂,并非单一成因.北部陆坡(莺歌海一西沙海槽一东沙群岛一台西南区域烃类气体主要来源于深部热解成因气,可能还有浅部微生物气的}昆合.对南海南部海域,烃类气体主要以浅部微生物气为主,同时还有热解成因气的混合(蒋国盛和王达,2002;孙春岩等,2003a.本次在本区海底沉积物样品中挑选了具有代表性(空间分布上,值异常程度上的14个点位,共计17个样品,进行了甲烷碳同位素测试,发现选取的17个样品值范围在一51×10一3~一34.18×10~,为热解成因范围.由于带回实验室的样品量少,脱气甲烷量不满足测定碳同位素的要求,所以有几个点位是将同点不同深度样品混合脱气而测得的同位素值.但总体上该结果和德国人Berner、卢振权等人测试的西沙海槽区域甲烷碳同位素在--22×10q~ --38×10q之间的结果基本一致.图5是甲烷碳同位素和甲烷干燥系数散点图.图中的其他区域的数据来自于Bernard、Matsumotod等人,中国南海前期数据来自于德国人Berner1992年的测试结果.甲烷碳同位素将西沙海槽研究区海底沉积物气态烃甲烷限定为热解成因,但个别数值接近混合成因.联系到前面所述,笔者认为此区来源于浅部生物万方数据万方数据西沙海槽研究区天然气水合物地球化学勘探作者:孙春岩, 王宏语, 牛滨华, 黄新武作者单位:中国地质大学工程技术学院,北京,100083刊名:地球科学-中国地质大学学报英文刊名:EARTH SCIENCE-JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OF GEOSCIENCES年,卷(期:2004,29(2被引用次数:23次参考文献(16条1.周蒂;陈汉宗;孙春岩发展海洋油气化探的一个关键技术--多参数现场采集20002.王宏语;孙春岩;黄永样海上气态烃快速测试与西沙海槽天然气水合物资源勘查[期刊论文]-现代地质 2002(023.孙春岩;章明昱;牛滨华天然气水合物微观模式及其速度参数估算方法研究[期刊论文]-地学前缘 2003(014.蒋国盛;王达天然气水合物的勘探与开发 20025.Zhu Y H;Wu B H;Lu Z Q The prospecting for gas hydrate offshore,China[期刊论文]-矿床地质 2001(026.Zhou D;Chen H Z;Sun C Y A key technology of geochemical exploration for marine oil&gas-Onsitemulti-parameter collecting 20007.Wang H Y;Sun C Y;Huang Y Y Rapid gaseous hydrocarbon test and prospecting for gas hydrate resources in the Xisha trough 2002(028.Sun C Y;Zhang M Y;Niu B H Micromodels of gas hydrate and their velocity estimation methods[期刊论文]-地学前缘 2003(019.Sun C Y;Zhang M Y;Niu B H Study of modeling seismic bottom simulating reflector for nature gas hydrate[期刊论文]-现代地质 2003(0310.Sun C Y;Niu B H;Li M Petroleum-gas pattern recognition and its application of geochemical exploration in well log and more information of other methods[期刊论文]-现代地质 2001(0411.Sun C Y;Huang X W;Zhang M Y Gas hydrate and its geophysical recognition studies[期刊论文]-现代地质 2003(0212.祝有海;吴必豪;卢振权中国近海天然气水合物找矿前景[期刊论文]-矿床地质2001(0213.孙春岩;章明昱;牛滨华天然气水合物地震似海底反射现象AVO正演模型研究[期刊论文]-现代地质 2003(0314.孙春岩;牛滨华;李明井中油气化探等多元信息模式识别与应用[期刊论文]-现代地质 2001(0415.孙春岩;黄新武;章明昱天然气水合物及其地球物理识别方法的研究进展[期刊论文]-现代地质 2003(0216.Jiang G S;Wang D Exploration and exploitation of gas hydrate 2002相似文献(10条1.期刊论文宋海斌.江为为.张岭海洋天然气水合物的地球物理研究(Ⅳ:双似海底反射-地球物理学进展2003,18(3由于双似海底反射可望指示一个动态演化的天然气水合物-游离气体系特征,这一重要问题的研究非常有意义.目前在世界上有两个双似海底反射分布区最为典型,一是挪威西部大陆边缘,另一个为东南海海槽大陆边缘.对双BSR的解释,主要有两种,一种是残留BSR,对应古温压条件下天然气水合物稳定带底界的反射,另一种是混合气体水合物沉积的底界反射.阐明双似海底反射层空间分布特征与其成因,建立动态演化的天然气水合物-天然气体系模型,可为深入了解天然气水合物形成机制、分布规律及其地质历史中的演变提供重要的科学基础.2.期刊论文宋海斌.张岭.江为为.郝天珧海洋天然气水合物的地球物理研究(Ⅲ:似海底反射-地球物理学进展2003,18(2对天然气水合物研究中与似海底反射有关的一些观点进行讨论,以推动天然气水合物地震研究的认识.30年的似海底反射研究表明,似海底反射仍然是指示天然气水合物沉积存在的最好手段之一.有似海底反射,是可以认为存在天然气水合物的.虽然存在"游离气带速度模型"与"水合物楔速度模型",但似海底反射主要由天然气水合物稳定带底界下方的游离气引起.BSR上方的天然气水合物、下方的游离气与天然气再循环和含甲烷的流体流有关.由于天然气水合物稳定带计算控制因素难以准确确定等因素,似海底反射与天然气水合物稳定带底界只是近似的对应关系.需从动态的观点考虑天然气水合物-天然气体系及其与似海底反射的关系.3.期刊论文宋海斌.MATSUBAYASHI Osamu.杨胜雄.吴能友.江为为.郝天珧含天然气水合物沉积物的岩石物性模型与似海底反射层的AVA特征-地球物理学报2002,45(4研究含天然气水合物沉积物的岩石物性模型与似海底反射层的振幅随入射角变化(AVA特征. 基于时间平均-Wood加权方程、三相介质波传播理论模型和弹性模量模型,计算并阐述含天然气水合物岩石弹性参数与水合物饱和度、含游离气岩石弹性参数与游离气饱和度的关系;给出不同模型AVA特征. 结果表明,不同天然气水合物饱和度、不同游离气饱和度的各种组合呈现形态相似但反射系数值不同的AVA特征.4.期刊论文孙春岩.章明昱.牛滨华.黄新武天然气水合物地震似海底反射现象AVO正演模型研究-现代地质2003,17(3似海底反射(BSR现象是用人工地震方法识别含天然气水合物沉积地层的重要标志之一.针对水合物沉积物的悬浮、颗粒接触和胶结3种微观模式,进行了似海底反射现象正演模型的研究,考查了BSR现象产生的地震地质原因和运用AVO判断游离气的适用性.研究结果表明:在地震合成记录的帮助下,结合AVO变化曲线,可以认为BSR的成因有两种情况.实际工作中需要运用多种信息的综合分析而不是一种简单固定的模式来解释BSR的复杂成因.水合物沉积的3种微观模式都存在水合物的临界饱和度,当介质中水合物饱和度小于临界饱和度时,可以通过AVO曲线的变化形态来判断水合物沉积层下伏介质中是否含有游离气;而大于临界饱和度时,AVO 技术则难以适用.AVO曲线形态、BSR现象与游离气三者之间存在复杂的关系,同样需要通过多种信息的综合分析来解释.5.期刊论文宋海斌.MATSUBAYASHI Osamu.Kuramoto Shin'ichi天然气水合物似海底反射层的全波形反演-地球物理学报2003,46(1建立了天然气水合物似海底反射层(BSR研究的全波形反演方法. 这是一种将水平层状弹性介质的反射共中心点道集转换为截距时间-水平慢度域的反演方法. 反演过程中采用了全局搜索方法与非线性局部搜索方法. 分两步进行. 第一步是根据走时数据应用非常快速模拟算法求得速度结构的长波长分量. 第二步,利用波形资料用共轭梯度法求得速度的短波长扰动分量. 这样,最后反演得到的速度结构模型包含了长波长与短波长分量. 反演中利用了多网格参数化技术. 日本东南海海槽双BSR的速度结构的反演表明,全波形反演是天然气水合物BSR研究的重要手段之一.6.期刊论文霍元媛.张明.HUO Yuan-yuan.ZHANG Ming南海北部似海底反射层速度结构全波形反演-物探化探计算技术2010,32(2似海底反射层的速度异常是识别天然气水合物的重要标志,这里提出了一种针对天然气水合物似海底反射层的全波形反演方法.这种方法分为全局搜索与局部搜索二部份:首先使用遗传算法进行旅行时,反演得到背景速度模型;然后用其作为初始模型,使用共轭梯度算法进行全波形反演.通过对含噪数据的数值试验,算法表现出了较高的稳定性,并确定了进行全波形反演的遗传算子.将这种波形反演方法应用于我国南海北部海域的天然气水合物研究,反演得到了分辨率高于常规速度分析的似海底反射层速度结构,并识别出似海底反射层的速度异常.利用纵波速度反演的结果,计算出沉积物中游离气的含量,认为BSR下方的低速层可以解释为含至少1%游离气的薄层.并分析了研究区内甲烷气的来源,认为该区域游离气兼有生物气和热解气.7.期刊论文宋海斌.耿建华.WANG How-King.张文生.方银霞.郝天珧.江为为南海北部东沙海域天然气水合物的初步研究-地球物理学报2001,44(5利用地震、测井与地温资料综合分析了南海北部东沙海域可能存在的天然气水合物的分布特征. 研究表明,在东沙海域地震剖面上出现似海底反射层、弱振幅带等天然气水合物分布标志,在声波测井曲线上呈现高速、速度倒转等天然气水合物存在特征. 似海底反射层的深度与1144站位,及平均地温梯度资料得出的稳定带厚度较吻合. 1144站位与1148站位似海底反射层距海底较深,分别为654m与475m. 在1144站位附近,弱振幅带的顶界可能代表含天然气水合物沉积层的顶界,约在450m 左右.8.学位论文徐华宁南中国海存在天然气水合物的地球物理证据2005天然气水合物是由碳氢化合物与水在低温高压条件下形成的,主要分布在海洋大陆斜坡和永久冻土带的地层中,被认为是21世纪的清洁能源。