陆域可燃冰与海域可燃冰的对比
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  • 卢振权

    中国地质调查局油气资源调查中心研究员

    天然气水合物室副主任

    luzhq@vip.sina.com

天然气水合物,简称水合物,是由水和重量轻的气体分子在低温、高压、气体供应充足的条件下形成的一种结晶状固体物质,因外貌像冰,点火可以燃烧,俗称“可燃冰”。在自然界中,水合物通常分布于水深大于300米的海底沉积物中或地表130米以下的多年冻土区中。我国陆域可燃冰分布于祁连山冻土区,海域可燃冰分布于南海、东海地区。2008年,青藏高原东北部的祁连山木里镇钻获了可燃冰实物样品,实现了中低纬度冻土区天然气水合物调查的重大突破。该地区天然气水合物产出深度133-396m,呈白色冰状薄层分布在岩层的裂隙中,或呈肉眼难辨的微细浸染状产在岩层的孔隙中。2017年5月,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功。3月28日第一口试采井开钻,5月10日下午14时 52分点火成功,从水深1266米海底以下203-277米的天然气水合物矿藏开采出天然气。到5月18日上午10时,连续产气近8天,平均日产超过1.6万立方米,超额完成“日产万方、持续一周”的预定目标。

为了让世界进一步了解中国的天然气水合物情况,中国知网国际出版社特别邀请中国地质调查局油气调查中心天然气水合物室主任卢振权研究员,就我国陆域和海域天然气水合物在气源、成藏模式、勘探开发等方面的差异对比做了详细介绍。

卢振权研究员介绍说,祁连山冻土区天然气水合物与南海天然气水合物在诸多方面是有差别的,如:

1、形成水合物的基本地质条件不同。

祁连山冻土区天然气水合物是一种中纬度高海拔的“高山型”,也就是说它主要是靠一定厚度的冻土及合适的地温梯度等满足了形成水合物所需的稳定带条件;南海天然气水合物是一种“水覆型”,也就是说它主要是靠一定厚度的水体及合适的地温梯度等满足了形成水合物所需的稳定带条件。

2、水合物的储层类型不同。

祁连山冻土区天然气水合物的储层为已固结的侏罗纪煤系地层。南海天然气水合物的储层是未固结的新近纪沉积物。

3、水合物的地质产状不同。

祁连山冻土区天然气水合物主要以薄片状产出在泥质岩裂隙中;南海天然气水合物主要呈块状、层状,或浸染状产出在粉砂沉积物中。

4、水合物的气体组成及成因上有差别。

祁连山冻土区天然气水合物气体组成除甲烷外还含较多乙烷、丙烷、丁烷等重烃组分,成因上以油型热解气为主;南海天然气水合物气体组成以甲烷为主,成因上以微生物气为主。

5、水合物的结构类型不同。

祁连山冻土区天然气水合物主要包含II型结构;南海天然气水合物主要包含I结构。

6、水合物的分布特征上有差异。

祁连山冻土区天然气水合物分布不均匀,横向上相隔几百米处或出现或消失,纵向上多为零星且断续产出;南海天然气水合物分布较均匀,横向上可延伸几平方公里至几十平方公里,纵向上几米至几十米连续产出。

7、水合物的成藏模式有差别。

祁连山冻土区天然气水合物为气源-构造-冻土耦合型成藏模式,即中侏罗世晚期下覆三叠系等气源岩生烃后经同期或稍晚期压性断裂的中下部运移作用,及至压性断裂的中上部,连同侏罗系泥质岩的联合封堵作用下形成局部聚集,期间混有少量中侏罗统低熟油伴生气、煤成气或微生物气,当它们在不晚于中更新世晚期冻土耦合作用下部分处在天然气水合物稳定带内则形成天然气水合物,部分处在天然气水合物稳定带之上仍为游离或吸附态气体。

南海天然气水合物为渗漏型或扩散型成藏模式,即未固结的新近纪或古近纪沉积物中有机质在微生物作用下产生微生物气,同时有少量下部或深部热解气的混合作用下,这些气体如在断裂带附近时会以渗漏的形式向上运移,这些气体如远离断裂带时会以扩散的形式穿透沉积层向上运移,当它们进入天然气水合物稳定带后便形成天然气水合物。

8、水合物的勘探思路略有不同。

祁连山冻土区目前还未形成一套有效的天然气水合物勘探技术体系,实际中采用地质、地球化学、地球物理、钻探(含测井)等综合勘探;南海目前已建立起有效的地震、测井等勘探方法,实际中采用地质、地球化学、地震、钻探、测井等有序勘探。在目前试开采方面,祁连山冻土区天然气水合物与南海天然气水合物均采用了以降压法为主的试开采方案,但从实际效果上看,南海取得了更大的成功。

(策划:刘亢)

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