南海北部陆坡天然气水合物钻探发现及成藏特征

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作者 匡增桂 任金锋 +2 位作者 邓炜 赖洪飞 谢莹峰 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期1-19,共19页

天然气水合物因其潜在的能源价值而备受关注,我国自20世纪90年代开始在南海开展水合物调查,截至目前已实施了9个水合物钻探航次,取得了一系列水合物找矿突破。钻探结果证实,南海北部发育多种类型水合物,神狐海域主要发育扩散型水合物,... 天然气水合物因其潜在的能源价值而备受关注,我国自20世纪90年代开始在南海开展水合物调查,截至目前已实施了9个水合物钻探航次,取得了一系列水合物找矿突破。钻探结果证实,南海北部发育多种类型水合物,神狐海域主要发育扩散型水合物,东沙海域发育复合型水合物,琼东南发育渗漏型及砂质型水合物。本文结合钻探成果,详细阐述了各种类型水合物的地震反射特征以及测井响应特征。扩散型天然气水合物在地震上主要表现为显著的BSR以及BSR之上的强正极性反射,在测井上主要表现为高电阻率、高纵波速度和高横波速度,如出现水合物与游离气共存的混合层则在测井上表现为高电阻、低纵波速度、高横波速度和中子密度反交等特征。渗漏型水合物在地震上通常不发育典型的BSR,BSR之上发育亮点反射或者浅部地层发育上拉反射以及柱状的空白反射,海底发育显著的异常地貌,如丘状体和麻坑,在测井上表现为极高的电阻率、稍微增高的纵波及横波速度、高角度层理等特征。砂质水合物在地震上表现为极强的BSR和指示砂质水合物的强正极性反射,测井上表现为低伽马、极高的电阻率、极高的纵横波速度、略微增高的密度和略微降低的中子孔隙度等特征。最后总结了神狐及琼东南水合物成藏控制因素,认为神狐海域发育的深大断裂以及倾斜的天然堤沉积控制了神狐海域高丰度天然气水合物藏的发育,而琼东南海域水合物发育受古潜山及差异压实作用控制。 展开更多

关键词 水合物钻探 扩散型水合物 渗漏型水合物 砂质水合物 南海北部

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南海北部神狐海域天然气水合物钻探区第四纪以来的沉积演化特征 被引量：25

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作者 苏明 沙志彬 +4 位作者 乔少华 杨睿 吴能友 丛晓荣 刘杰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2975-2985,共11页

南海北部神狐海域是我国首次获取海洋天然气水合物实物样品的海域.然而,陆坡区深水水道和海底峡谷的侵蚀以及频发的沉积物失稳,将会加剧地层对比和沉积相识别的难度,导致目前该区域典型地震相-沉积相特征、沉积体类型、成因机制和空间... 南海北部神狐海域是我国首次获取海洋天然气水合物实物样品的海域.然而,陆坡区深水水道和海底峡谷的侵蚀以及频发的沉积物失稳,将会加剧地层对比和沉积相识别的难度,导致目前该区域典型地震相-沉积相特征、沉积体类型、成因机制和空间匹配关系等方面还缺少精细的研究,特别是第四纪以来的沉积演化涉及较少,区域内水合物形成和分布的沉积地质条件尚不清晰.基于海底地形特征的描述、层序地层格架的对比和地震资料的综合解释,本次研究在第四纪以来的沉积充填序列中识别出5种典型的地震相类型,并分析了对应的沉积体类型:进积型的陆坡、第四纪早期发育的小型浊积水道、沉积物失稳(滑移和滑塌)、海底峡谷和伴生的沉积物变形、以及深海沉积-块体流沉积的复合体.通过沉积单元的空间匹配关系,将沉积演化划分为3个阶段:浊积水道侵蚀-沉积物再沉积阶段、陆坡进积-沉积物失稳阶段、海底峡谷的侵蚀-充填阶段.研究结果表明,受第四纪早期小型浊积水道的侵蚀,再沉积的沉积物将在中-下陆坡以"近源"的方式堆积下来,可能具有相对较好的物性条件,从而可被视为适于水合物赋存的有利沉积体.进积型陆坡带来的沉积物易于发生失稳,在研究区内广泛分布,因其具有较小的沉积物颗粒粒度和较好的垂向连续性,可被认为是水合物的区域盖层.大量发育的海底峡谷及伴生的沉积物变形,将会侵蚀和破坏先前沉积的有利沉积体,使其呈现为"斑状/补丁状"的平面展布特征,进而影响了神狐海域水合物的分布.因此,神狐海域第四纪以来的沉积演化是钻探区水合物不均匀性分布的关键控制因素之一. 展开更多

关键词 天然气水合物 地震相 沉积演化 神狐海域天然气水合物钻探区 南海北部

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南海北部神狐海域水合物钻探区沉积物地球化学特征 被引量：4

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作者 邬黛黛 谢瑞 +4 位作者 杨睿 孙甜甜 杨飞 刘丽华 吴能友 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期100-109,共10页

海底水合物形成分解/甲烷渗漏的甲烷以及相关的生物地球化学过程可能对海底的沉积环境产生影响,因此识别水合物的形成分解/甲烷渗漏对海洋沉积环境改造有助于了解水合物成藏特征及其形成分解过程。选取南海北部神狐海域2007年水合物钻... 海底水合物形成分解/甲烷渗漏的甲烷以及相关的生物地球化学过程可能对海底的沉积环境产生影响,因此识别水合物的形成分解/甲烷渗漏对海洋沉积环境改造有助于了解水合物成藏特征及其形成分解过程。选取南海北部神狐海域2007年水合物钻探区的SH3钻孔沉积物为研究对象,对SH3钻孔岩心的碳硫数据、主微量元素,尤其是氧化还原敏感元素(U、Mo、U/Mo、V/Sr)进行分析测试,同时结合SH3钻孔孔隙水数据和前人对神狐水合物钻探区的研究成果等进行对比研究。结果表明南海北部神狐海域沉积物来源除河流沉积物以外,同时还有少量中国黄土以及大陆岛弧的长英质岩浆岩沉积物;通过对U、Mo、U/Mo以及碳硫数据分析,发现SH3钻孔在10~25mbsf(meter below the seafloor)层位为硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic oxidation of methane,AOM)造成的还原沉积环境,AOM作用导致了在这一层位发生了LREE/HREE、MREE/HREE的分馏;SH3钻孔沉积物在约180~215mbsf的含水合物层位出现了浊流沉积的次氧化的沉积环境,同时其赋存的细粒沉积环境也导致了轻重稀土元素的分馏,与水合物饱和度存在一定的相关性。 展开更多

关键词 水合物钻探区 天然气水合物 沉积环境 神狐海域

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海域天然气水合物钻探研究进展及启示(I):站位选择 被引量：11

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作者 苏明 匡增桂 +7 位作者 乔少华 沙志彬 魏伟 张金华 苏丕波 杨睿 吴能友 丛晓荣 《新能源进展》 2015年第2期116-130,共15页

本文通过对国外海域天然气水合物钻探的调研，选取布莱克海台、水合物脊、墨西哥湾、日本南海海槽、韩国郁龙盆地、印度大陆边缘等区域，从水合物站位选择目的和站位选择依据这两个方面进行归纳总结和系统对比。研究指出，根据水合物的... 本文通过对国外海域天然气水合物钻探的调研，选取布莱克海台、水合物脊、墨西哥湾、日本南海海槽、韩国郁龙盆地、印度大陆边缘等区域，从水合物站位选择目的和站位选择依据这两个方面进行归纳总结和系统对比。研究指出，根据水合物的实际产出和赋存，可将其划分为两大类型：赋存于海底浅表层的水合物（一般在海底之下100m范围内）和赋存于海底之下中一深层的水合物（一般在海底之下100～400m范围内）。前者的主要识别依据为海水异常、含气流体运移通道和异常地形地貌特征，而后者的主要识别依据为地球物理异常反射特征、含气流体运移通道和有利沉积体。因此，如果将水合物的形成、聚集和分布比喻为一个有机的整体，那么“运”和“聚”就构成了这个系统的“骨骼”和“血液”，它们将控制远景区内的水合物分布。将“水合物识别标志”、“有利沉积体展布”和“流体运移通道”三者有机地结合在一起，可以达到更准确地预测和描述水合物矿体的目的，这是今后海域水合物钻探站位选择依据的主要发展方向。 展开更多

关键词 天然气水合物 含气流体运移 有利沉积体 水合物钻探站位选择

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海洋钻探对甲烷渗漏的影响:以南海北部天然气水合物钻探GMGS2-16站位为例 被引量：6

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作者 尉建功 杨胜雄 +3 位作者 梁金强 陆敬安 刘胜旋 张伟 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期63-70,共8页

目前世界上许多国家对海洋天然气水合物开展了调查和试开采,但是对水合物开发与海底甲烷渗漏之间的关系缺乏了解。本文依托我国第二次天然气水合物钻探航次(GMGS2),对GMGS2-16钻孔开展了两次钻后甲烷渗漏调查。第一次使用水下机器人(ROV... 目前世界上许多国家对海洋天然气水合物开展了调查和试开采,但是对水合物开发与海底甲烷渗漏之间的关系缺乏了解。本文依托我国第二次天然气水合物钻探航次(GMGS2),对GMGS2-16钻孔开展了两次钻后甲烷渗漏调查。第一次使用水下机器人(ROV)在该孔开钻之前、钻探过程中及完钻67天内进行了4次海底观察,其中开钻之前未发现海底甲烷渗漏,而在完钻后的两次海底观察中,发现大量气泡从废弃井口冒出。第二次使用船载多波束在该孔完钻18个月后开展水体调查,发现水体中存在火焰状的高回波强度,表明水体中存在气体羽状流,指示海底发生了甲烷渗漏。地震剖面显示该站位水合物赋存层下伏游离气,甲烷渗漏可能是由于钻探打通了海底与该游离气层,形成了甲烷气体运移的优势通道,造成海底甲烷渗漏。多波束水体数据显示甲烷气泡从海底溢出,在海面以下约650m处消失,表明甲烷气体在通过水体的过程中被完全溶解,因此,钻探导致的甲烷渗漏对大气的影响较小。未来随着井壁的坍塌以及水合物在井内的形成,气体运移的优势通道将会完全关闭,甲烷渗漏终止。 展开更多

关键词 甲烷渗漏 流体运移通道 天然气水合物钻探 珠江口盆地 南海北部

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南海神狐海域含水合物层粒度变化及与水合物饱和度的关系 被引量：60

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作者 陈芳 周洋 +3 位作者 苏新 刘广虎 陆红锋 王金莲 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期95-100,共6页

为探讨沉积物粒度与水合物饱和度的关系,对南海神狐海域水合物钻探区2个获取水合物的钻孔岩心沉积物进行了粒度分析及粒度与水合物饱和度对比分析。结果表明,含水合物沉积物具有粉砂含量72%～82%、黏土含量小于30%、砂含量一般小于10%... 为探讨沉积物粒度与水合物饱和度的关系,对南海神狐海域水合物钻探区2个获取水合物的钻孔岩心沉积物进行了粒度分析及粒度与水合物饱和度对比分析。结果表明,含水合物沉积物具有粉砂含量72%～82%、黏土含量小于30%、砂含量一般小于10%的基本特征,其中粉砂中以8～32和32～63μm粒级的中细—粗粉砂占优势;该特征与上下不含水合物层位粒度特征没有明显的差异;含水合物层砂、粗粉砂含量高的层位与水合物饱和度高的层位呈良好的对应关系,粗粒沉积物更有利于孔隙的发育和水合物的形成。 展开更多

关键词 粒度 含水合物层 水合物钻探区 南海

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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 被引量：11

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作者 梁前勇 赵静 +6 位作者 夏真 杨胜雄 康建华 林进清 雷知声 邓义楠 滕德强 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期89-101,共13页

2011—2015年对东沙和神狐水合物钻探区进行了连续5年7个航次的海上调查工作,获取了大量研究区海水水文、水化学及溶解甲烷含量数据,为天然气水合物勘查与试采环境评价提供了良好的基础数据及采前环境基线。调查期间,研究区海水甲烷浓... 2011—2015年对东沙和神狐水合物钻探区进行了连续5年7个航次的海上调查工作,获取了大量研究区海水水文、水化学及溶解甲烷含量数据,为天然气水合物勘查与试采环境评价提供了良好的基础数据及采前环境基线。调查期间,研究区海水甲烷浓度范围为0~31.4nmol·L^(-1),平均浓度为6.7nmol·L^(-1),高于全球平均海水甲烷浓度,表明南海海水甲烷浓度本底值高于全球平均水平;研究区海水溶解甲烷浓度及其分布特征不受区域海水水文特征、海水化学特征及季节等因素影响,且表层海水-大气甲烷交换并非单一的汇或者源的关系,而是根据时间的不同,海水-大气甲烷交换存在汇源转换;综合调查结果表明,研究区甲烷渗漏对海水、大气甲烷含量没有明显影响,且水合物钻探对区域环境没有明显的影响。 展开更多

关键词 海水甲烷浓度 分布特征 影响因素 环境影响 水合物钻探区 南海

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钻井液处理剂水合物分解抑制性实验研究

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作者 张玉彬 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1076-1080,共5页

分析了常规钻井液处理剂对水合物分解的影响规律,评价了不同抑制剂的水合物分解抑制性,优选了两种高效水合物分解抑制剂并探讨了其作用机理。结果表明,所选常规钻井液处理剂均表现一定的水合物分解抑制性,其中,XC对水合物分解的抑制作... 分析了常规钻井液处理剂对水合物分解的影响规律,评价了不同抑制剂的水合物分解抑制性,优选了两种高效水合物分解抑制剂并探讨了其作用机理。结果表明,所选常规钻井液处理剂均表现一定的水合物分解抑制性,其中,XC对水合物分解的抑制作用最强,可将水合物分解时间延长21.9%;水合物分解时间与表观黏度呈良好的线性正相关性,相关系数(R^(2))>0.95;优选出聚乙烯基己内酰胺(PVCap)复合型产品和抗冻蛋白具有良好的水合物分解抑制效果,延缓率为97.3%和66.6%;PVCap七元环结构中的氧原子易与水合物表面的水分子形成氢键作用,在水合物晶核表面形成稳定笼型结构,大量的七元环吸附形成了一层包覆膜,削弱外部流体带来的传质、传热作用;抗冻蛋白通过氢键和疏水作用吸附到水合物表面,降低了水合物表面积,增加了外部流体向水合物表面传质、传热的阻力,从而延缓水合物分解。常用钻井液处理剂对水合物分解抑制的黏度效应和优选的两种高效水合物分解抑制剂可为水合物地层钻探提供钻井液技术支撑。 展开更多

关键词 钻井液 水合物地层钻探 水合物分解抑制剂

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南海神狐海域MIS12期以来的碳酸盐旋回与水合物分解 被引量：5

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作者 陈芳 庄畅 +5 位作者 周洋 吴聪 陆红锋 刘坚 苏新 刘广虎 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期145-154,共10页

对南海神狐海域水合物钻探区SH1B和SH5C等2个钻孔顶部0-39.41 m和0-23.85 m的连续沉积物开展高分辨率碳酸盐旋回研究,结合浮游有孔虫氧同位素地层学、AMS^14C年代学和生物地层学进行地层划分。结果表明：SH1B孔MIS12期以来Ca CO3曲线总... 对南海神狐海域水合物钻探区SH1B和SH5C等2个钻孔顶部0-39.41 m和0-23.85 m的连续沉积物开展高分辨率碳酸盐旋回研究,结合浮游有孔虫氧同位素地层学、AMS^14C年代学和生物地层学进行地层划分。结果表明：SH1B孔MIS12期以来Ca CO3曲线总体上具有明显的冰期和间冰期旋回,表现为较典型的冰期低、间冰期高的＂大西洋型＂旋回特征,具有良好的地层意义;SH5C孔除MIS1—MIS2期外,MIS3—MIS8期的Ca CO3含量较SH1B孔的要低,冰期和间冰期旋回性较差,MIS3—MIS 4和MIS7期出现明显的低钙事件;同时,SH5C孔MIS3—MIS5期浮游有孔虫G.ruber的δ13C值明显负偏,平均值为-0.11‰;两孔MIS1期的沉积速率是MIS2期的近2倍,与前人的研究结果相反,为MIS2期部分地层缺失所致。SH1B孔受水合物分解影响不大,而SH5C孔受水合物分解影响明显。SH5C孔MIS2期的地层缺失事件和MIS3—MIS4、MIS7期的低钙事件以及MIS3—MIS5期δ^13C值负偏事件主要发生在末次冰期,推测与下伏水合物分解产生的海底滑塌、海水酸化等环境效应有关。 展开更多

关键词 低钙事件 地层缺失 水合物分解 神狐水合物钻探区 南海

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海洋沉积物微量元素地球化学特征对天然气水合物勘探的指示意义 被引量：2

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作者 于哲 邓义楠 +4 位作者 陈晨 曹珺 方允鑫 蒋雪筱 黄毅 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期111-122,共12页

天然气水合物与资源和全球环境变化等重大科学问题密切相关。前期关于甲烷渗漏区地球化学特征的研究主要集中于浅表层沉积物(<20 m),而浅层沉积物(>20 m)地球化学特征知之甚少。为探讨海洋浅层沉积物微量元素特征与天然气水合物... 天然气水合物与资源和全球环境变化等重大科学问题密切相关。前期关于甲烷渗漏区地球化学特征的研究主要集中于浅表层沉积物(<20 m),而浅层沉积物(>20 m)地球化学特征知之甚少。为探讨海洋浅层沉积物微量元素特征与天然气水合物勘探的相关关系,对南海神狐海域沉积物进行了4个站位的钻探取样,分析了样品主、微量元素和有机碳地球化学特征,并采用氧化还原状态以及Mo与TOC相关关系的分析方法进行探讨。结果显示,沉积物主量元素特征主要受到陆源碎屑物质输入的主导,与天然气水合物富集无明显关系。水合物赋存段及附近沉积物中Ba和Mo元素高度富集,存在明显的"Ba峰"和"Mo峰",主要是由于天然气水合物分解释放大量甲烷产生的硫化环境所导致。因此,沉积物中的Ba和Mo富集特征可作为识别可能存在天然气水合物分布的重要地球化学指标。 展开更多

关键词 微量元素 天然气水合物钻探 海洋沉积物 中国南海

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无固相/低固相聚合物钻井液低温流变特性 被引量：4

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作者 王胜 袁超鹏 +4 位作者 张川 陈礼仪 郭凯彬 汪靖扉 徐世桐 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第7期54-59,共6页

研究低温条件对钻井液流变性的影响,对保证在冻土地区天然气水合物钻探安全顺利的开展有着重要的意义。通过对实验室研制出的无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液流变性进行对比研究,分析两种不同类型的钻井液低温流变性的变化规律... 研究低温条件对钻井液流变性的影响,对保证在冻土地区天然气水合物钻探安全顺利的开展有着重要的意义。通过对实验室研制出的无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液流变性进行对比研究,分析两种不同类型的钻井液低温流变性的变化规律。采用赫-巴模式中的参数对无固相与低固相聚合物钻井液的流变性能进行分析比较。对无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液建立了预测黏度与温度关系的数学模型。实测数据验证表明,数学模型拟合度高,可在现场根据不同类型的钻井液采用不同的模型进行分析研究。最后采用扫描电镜对两种体系钻井液的低温流变性进行了微观机理分析。 展开更多

关键词 冻土天然气水合物钻探 无固相/低固相聚合物钻井液 低温流变性能 数学模型

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纳米植物胶钻井液低温流变特性 被引量：5

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作者 王胜 蒋贵 +2 位作者 华绪 袁超鹏 郭凯彬 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第27期196-201,共6页

钻井液的低温流变特性是冻土天然气水合物钻探研究中的关键问题之一。将纳米材料应用于植物胶无固相钻井液体系;并对其低温流变特性进行专门研究具有重要意义。以KL植物胶与瓜尔胶为研究对象,采用理论分析与试验研究相结合的方法,开展... 钻井液的低温流变特性是冻土天然气水合物钻探研究中的关键问题之一。将纳米材料应用于植物胶无固相钻井液体系;并对其低温流变特性进行专门研究具有重要意义。以KL植物胶与瓜尔胶为研究对象,采用理论分析与试验研究相结合的方法,开展了纳米植物胶钻井液低温流变特性研究。首先,通过试验分别获得了两种纳米植物胶钻井液的优化配方。然后,试验绘制其剪切应力-剪切速率变化曲线;并应用回归分析法和最小二乘法,分别采用宾汉模式、冥律模式、卡森模式以及赫-巴模式对植物胶钻井液在不同温度条件下的试验结果进行回归拟合,对其流变模式进行探讨。分析结果表明,冥律模式是描述纳米植物胶钻井液低温流变性能的最佳模式。最后应用该模式对所研究的钻井液进行了低温流变性能表征。 展开更多

关键词 冻土水合物钻探 纳米植物胶钻井液 低温 流变特性 冥律模式

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