极地永冻区和海洋环境天然气水合物形成模式差异.pdf

学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2010年1 2月 第32卷 第6期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI) Dec．2010 Vo1．32 No．6 极地永冻区与海洋环境 天然气水合物形成模式差异 陈永峤，李伟华，汪凌霞( 茎薹 柔教育部重点实验室 长江大学 ，删 删、 。 。 。) 鄢犀利 (中国地质科学院地质力学研究所，北京1 00081)) [摘要]极地永冻区与海洋是两种完全不同的自然环境，因而两种环境中天然气水合物成藏模式必然有本 质的差异。成藏模式不同，水合物形成方式不同，决定着勘探思维和方法也不同。从两种不同环境中天 然气水合物形成模式的基本条件出发，讨论了海洋环境和永冻区天然气水合物形成模式的差异。分析认 为，极地永冻区天然气水合物的主要成藏模式是深部热解甲烷模式，而海洋环境天然气水合物的形成除 了有生物甲炕气模式以外，热解甲烷气模式也是其成藏的重要模式之一。 [关键词]天然气水合物；形成模式；永冻区；海洋区 [中图分类号]TEl 32．2 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2010)06—0057—05 天然气水合物主要存在于极地永冻区和海洋水深大于300 500m的地层中…，全世界已直接或间 接发现了116处，其中海洋85处 。据估算 ，极地冻土带中天然气水合物约有 1O ～10 In。，而海 洋中约为 10 ～10 nl、 储量，即约98％天然气水合物产在近海，仅2％产在极地永冻带中嘲。 与常规油气成藏一样，天然气水合物的成藏涉及成藏过程中的方方面面．笔者就上述两种环境中甲 烷气的成因、气体运移通道、相态及动力、储层和盖层以及温压条件等方面进行对比分析。 1 甲烷气成因 甲烷气来源不同，形成天然气水合物的模式也不同。一般认为天然气水合物中的气体主要有热解和 微生物两种成因，并可用甲烷 ¨C值和烃类湿度比值 (C ／(C +C。))来区分 [ ]。这两种成因的甲烷 气都与有机质密切相关，均涉及到生物及其数量，包括生物死亡后成为可保存有机质的丰度和产甲烷菌 量两方面。 1．1 海洋和冻土区有机质丰度差别 极地永冻区常年处于低温、缺氧等极端环境，不利于生物生长和繁殖。在北极、加拿大、阿拉斯 加、南极等地冻土ffI发现有活的微生物群落’ ]。青藏高原多年冻土中微生物种类少、生长缓慢，多为 耐冷性或嗜冷性生物c』(Ij，且随冻土深度增加而显著递减 “ 。冻土微生物观测表明，南极最少，北极 最多，青藏高原处于二者之问 ’ ]。 Rowe等¨ 对陆坡和陆隆总生物进行了估计，认为这里生物相当发育，丰度仅次于大陆架，为中等 丰度，根据0．42或0．5mm筛析档板从沉积物中分离的数据，大陆坡的大无脊椎内生动物的变化范围为 1000~10000个／kin。；虽然生物群落随水深的增加有所变小，但大多数鱼类中的较大和较老的个体生活 在较深的水中。由于较为适宜的温压条件和大量动植物的存在，微生物在此大量繁殖，并极为活跃。同 时，三角洲地区条件更为优越，河流带来大量的陆源物质，有机质类型更为丰富，富含大量易于形成甲 [收稿日期]2010—05 10 [基金项目]国家科技攻关项目 (GZH200202～1)。 [作者简介]陈永峤 (1 963)，男，1 985年大学毕业，博士，副教授，现主要从事储层沉积学、油藏描述以及层序地层学等方面的 教学与科研工作。 学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2010年12月 烷气的混合型和腐殖型有机质。 1．2 海洋和冻土区产甲烷菌量的差异 多数产甲烷菌的最适温度是30~40~C，最佳温度为35℃口引，温度过低，会限制产甲烷