甲烷水合物地质特征.pdfVIP

维普资讯 第 l2豢 第 l～2期 天 然 气 地 孽 科 学 Vo1．12 N0．1～ 2 2o01 4月 NAT1mAI．GAS GE0~-IENCE Apr 2001 甲烷水合物地质特征 。 郑艳红 雷怀彦 (中国开学院兰州地质研究所，气体地球化学国家重点实验室 兰州 730000) 摘 要 介绍了甲烷水合物稳定存在的地质范围，论述 了探测水合物层和其下部 游离 甲烷气的BSR识别技术，以及 甲烷水合物样品采集方法和 室 内实验分析技 术，讨论 了水夸特的海底效应等。 关键词 甲烷水合物 地质特征 稳定存在 富篥作用 海底效应 1 水合物存在的地质范围 1．1 海洋中的水合钧 到 目前为止，对于世界范围内的气体水合物资源分布和资源量尚不完全清楚，但很多例 子已证实在世界大洋中存在气体水合物，而且资源量非常巨大 ，相 当于已探明的油气、煤等 资源的2倍多。海底沉积物中水合物普遍存在，一般以露头或小丘形式出现。水合物与沉积 物呈互层状 ，并且组成很大的沉积物一水合物体系。这些沉积物层被水合物胶培和封盖，水 合物层下的游离 甲烷气体也就被封盖在这些沉积层中。 由于水合物的形成方式不同，所 以造成水合物在沉积层中的存在形式不同。生物成因的 甲烷 (通过细菌作用面形成的)，其水合物形成速度慢且范围较广，这是 因为经细菌分解而成 的碎屑沉降到海底后呈大面积的分散状并导致 了水合物在沉积物或其它岩石中的分布普遍 而且均匀。如果这些碎屑物富集 ，那么生物成因气的水合物可形成水合物层，这些层是水合 物和沉积物混合而成的，或只是沉积物 。热成 因气 (当甲烷和其它气体在断裂作用下在海底 释放)的水合物 比生物成因气水合物更具有富集性。它们一般在断裂带 附近形成小丘 ，或从 断裂带开始 向外蔓延 ，并且很好的圈闭和阻止更多的甲烷逸散到地表 。 在海底，由于水合物的敏感性和不稳定性 ，在各种地质事件的诱发下 ，往往造成水合物 层不稳定、或突发性分解 ，形成海底滑坡、滑塌等地质灾害。这从另一个侧面反映了地质事件 与水合物灾害有着密切关系 ，这些地质事件一般发生于水合物形成之后，如，当水合物层聚 集而被沉积物埋藏时，最下面的水合物层受到挤压 ，同时受到来 自地核 中的热作用而融化， 从而形成游离的甲烷和水。 地质作用，如地震作用可使水合物层多次移人或运移出 水合物带”，还有水 的季节性或 气候性变暖也可引起水合物层的融化。 1．2 永久冻土带水合物 探测表 明，北扳的许多地 区和永久冻土带 ，如俄罗斯西伯利亚，加拿大马更些三角洲和 美国阿拉斯加的北部斜坡存在大量气体水合物 (图1)。如在普拉德霍湾，水合物带的厚度达 奉项 目得到国采 自髂科学基金资助 维普资讯 No．1～2 郑艳红等 ：莺歌海盆甲烷水夸物地质特征 33 围 1 永久珠土带水台翱分布 常规油气勘探的一些方法可有效地用于探测永久冻土带中气体水合物的存在，如用于 油气井 中监测钻井信息的仪器就可很好地揭示气体水合物的存在 从勘探仪器上得到的读 数表 明，在阿拉斯加北部斜坡至少有 5O口探井和生产井中有水合物存在 。同时，科学家们对 库帕勒克河油田东部和普拉德霍湾油田西部的北部斜坡的气体水合物进行 了初次评价。在 这些区域，气体水合物所圈闭的甲烷气约为 37～44百亿立方英尺，是普拉德霍湾油田常规 气体含量的两倍 (w ．P．Dillonetal，1995)。 2 甲烷来源 游离 甲烷教称之为 以气体分子形式存在的甲烷。它在地层中既不束缚在其它气体分子 中(或形成烃类分子)，也不圈闭在水台物中。 通常人们错误地认为游离 甲烷赋存于浅层岩石中，实际上非常普遍的是游离 甲烷在地 层中存在于低密度的岩石孔隙中，如砂岩 。 封盖在水合物层之下的游离甲烷气可能是热成 因，或