天然气水合物勘探概况77页PPT

日本成立甲烷水合物开发促进委员会，开始实施气水合物研究与开发的五年计划。
ODP164航次在大西洋西部的布莱克海岭组织了专门的天然气水合物调查。
第二届国际天然气水合物会议（ICGH-2）在法国图卢兹举行。
印度实施气水合物勘探计划。
我国正式以六分之一成员国加入大洋钻探计划。 中国科学院科技政策局组织召开以“中国天然气水合物的研究开发前景”为主题的21世纪能源科学发展战略研 讨会；中国科学院兰州冰川冻土研究所提出开展“青藏高原永久冻土层的天然气水合物”的研究工作。 美国参议院能源委员会通过“天然气水合物研究与资源开发计划”议案。
制“可燃冰”分布面积55平方公里，控制储量相当于1000亿～1500亿
立方米天然气。
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南海北部勘探进展
1999～2001年，中国地质调查局科技人员首次在南海西沙海槽 发现了显示天然气水合物存在的地震异常信息（似海底地震发射波 “BSR”）。此项重大成果引起国家领导的高度重视，2002年国务 院批准设立我国海域天然气水合物资源调查专项。从此，我国正式 踏上大规模、多学科、多手段的天然气水合物资源调查历程。
天然气水合物形成的三个条件：
低温（0-源
天然气水合物分布区域：
海洋：大陆架外的陆坡、深海和深湖 永久冰土带：极地冰川冰土带和冰雪高山冻结岩
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全球天然气水合物分布
海洋和湖泊 陆地（冻土区）
获得样品地区
推测地区
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我国天然气水合物分布
目前，以日本为主导，已经结束在加拿大西北部永久冻土带地 区麦肯齐河三角洲Mallik2L-38井—4L-38井的钻探，进而推进了人 类大规模工业性开发利用天然气水合物甲烷的进程；也表明日本力 求争取在天然气水合物开发领域在研究与实验方面保持领先地位的 意图。

浅谈天然气水合物天然气水合物是以CH4 为主，含少量CO2，H2S的气态烃类物质充填或被束缚在笼状水分子结构中形成的冰晶化合物，俗称“可燃冰”。

一．天然气水合物的存在类型及成因分析R D Malone 等对天然气水合物进行了多年的研究，指出天然气水合物存在有4 种类型第一种是良好分散水合物，均匀分布在岩石的孔隙或裂隙中；第二种是结核状水合物，其直径为5cm 水合物气体为从深处迁移的热成因气体；第三种是层状水合物，分散于沉积物的各薄层中，主要分布在近海区域和永久冰冻土中；第四种是块状水合物厚度为3-4CM，水合物的含量为95%沉积物含量为5%主要形成于断裂带等有较大的储存空间的环境中。

（图一）图一天然气水合物的存在类型根据形成环境的温度和压力条件，将天然气水合物的成因机制分为以低温条件为主控因素的低温成因型和以高压条件为主控因素的高压成因型。

（图二）低温成因型：形成天然气水合物时温度起主要控制作用，形成的条件是温度低而相对压力较小，如青藏高原冻土带浅部的天然气水合物和100-250m以下极地陆架海的天然气水合物。

高压成因型：随埋深增大，压力增高而温度也因地温梯度相应增高，高压力对形成天然气水合物的形成起主导因素如水深为300-4000m 的海洋天然气水合物基本上是在高压条件下形成的掌握了天然气水合物的形成条件，对开发利用时是采用热激发法还是降压法，化学剂法具有一定指导意义。

根据天然气的来源将天然气水合物成因机制分为原生气源型和再生气源型：原生气源型是指已存在的天然气田m 煤层气田深处迁移的热成因气体等因温度或裂隙压力或天然气浓度的变化而转变为天然气水合物, 在此过程中无外来物质的加入m 天然气水合物可与常规的天然气(油田) 煤层气(煤田) 相伴而生。

再生气源型是指特定的环境条件下, 海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遗体不断沉积到海底, 很快分解成有机气体甲烷, 这些有机气体, 在压力的作用下便充填到海底结构疏松的沉积岩孔隙中, 在低温和压力的作用下形成天然气水合物。

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开采过程中天然气水合物的分解还会产生大量的 水，释放岩层孔隙空间，使天然气水合物赋存区地层 的固结性变差，引发地质灾变。海洋天然气水合物的 分解则可能导致海底滑塌事件。进入海水中的甲烷量 如果特别大，则还可能造成海水汽化和海啸，甚至会 产生海水动荡和气流负压卷吸作用，严重危害海面作 业甚至海域航空作业。
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可燃冰开采方案主要有三种。 第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性，使其由固态分 解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中 为“一片”，也不是一大块岩石，而是较为均匀地遍布着。如何布设管道 并高效收集是急于解决的问题。 方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效 应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。 方案三是“置换法”。研究证实，将CO2液化（实现起来很容易）， 注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就会生成二氧化碳水合 物，它的比重比海水大，于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的 甲烷水合物储层，因CO2较之甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷 水合物中的甲烷分子“挤走”，从而将其置换出来。
一方面，可燃冰有着其他传统 能源无可比拟的开发优势，而另 一方面，可燃冰的利用难度极大， 不仅要求技术高，而且要方案完 备。
可见，“可燃冰”带给人 类的不仅是新的希望，同样 也有新的困难，只有合理的、 科学的开发和利用，“可燃 冰”才会真正的为人类造福。
可燃冰存在于海底或陆地冻土带内，具有非常高的使用 价值，1m3可燃冰等于164m3 的常规天然气藏,是其他非常规 气源岩( 如煤层、黑色页岩)能量密度的10 倍，是常规天然气 能量密度的2 ～ 5倍
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• 在勘探方面,地震资料似海底反射(BSR)是用来证 明海底存在水合物的最常见证据然而,BSR只是由 于上下沉积层速度差异形成,有BSR不一定代表存 在水合物。因此人们尝试了大量其它技术用于水 合物的勘探测试，从而开发出了几大类勘探方法
• 分类如下：地球物理勘探法，地球化学勘探法， 地貌勘测与水下成像勘测
勘探法细分类
地球物理勘探法 地球化学勘探法
1.地震勘探法 2.海底热流勘探 3.海底电磁、重力勘探 4.测井技术 1.气体异常检测法
2.孔隙水Cl ˉ浓度异常
3.稳定同位素法
地貌勘测与水下成像勘测
地球物理勘探法-地震勘探法
• 物探法是现在普遍使用的天然气水合物的 勘探方法，准确度也比较高，尤其是地震 勘探技术应用广泛。单道和多道地震是勘 探天然气水合物中一直使用的传统方法。
天然气水合物结构图
1.天然气水合物的成藏条件
• 天然气水合物的形成与稳定存在需要低温和高压的条件。
• 而天然气水合物形成区往往会有一个天然气水合物稳定带 （简称GHSZ）
• GHZS与水深、底层水温度、压力、地温梯度、孔隙水盐 度、天然气成分有关。
天然气水合物分布预测图
地层温度与压力
• 在纯水——甲烷体系中 • 大陆极地地区（地表温度低于0℃）甲烷水
地球物理勘探法—测井技术
• 测井技术——是进行天然气水合物勘探的 有效方法，测井方法能够在原位地层压力 和温度条件下测量地层物理特性，这种方 法对发现和研究天然气水合物来说是其他 的勘探方法所不能替代的
地球化学勘探方法—气体异常检测 法
• 甲烷是构成天然气水合物的主要物质，另 外还有少量烃类，如乙烷、丙烷等，和非 烃类的化合物，如H������������，C������������等因此存在天 然气水合物的地区，在海底沉积物、海水 及海面大气中，这些气体元素含量必然会 出现异常。固可通过检测海水中这些物质 含量的异常来判断水合物的分布与含量。