神狐海域气源特征及其对天然气水合物成藏的指示意义

南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究苏正;曹运诚;杨睿;吴能友;陈多福;杨胜雄;王宏斌【摘要】南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水合物形成演化过程的动力学模型,模型的主控参量为海底沉积速率和水流速率,以此计算了神狐海域天然气水合物聚集演化过程,并与饱和度的盐度测试值进行对比.最后,在研究神狐海域地质构造活动和水合物成藏动力学基础上建立了神狐天然气水合物形成演化模式.认为神狐海域当前的天然气水合物是在上新世末—更新世早期断裂体系水合物基础上继承演化而来的,神狐海域天然气水合物形成演化具有典型的二元模式.第一阶段水合物形成发生在距今1.5 Ma之前构造活动形成的断裂体系中,高达50m/ka的孔隙水流动携带了大量的甲烷进入水合物稳定带,导致了水合物的快速生成,在4万年内形成了饱和度达20％的甲烷水合物;第二阶段发生在1.5 Ma以来,泥质粉砂沉积使沉积体渗透率骤减,0.7 m/ka的低速率水流使甲烷供给不足,在海底浅层新沉积体中无法生成水合物,仅在水合物稳定带底部有缓慢的水合物继承增长,并因此形成了神狐海域当前观测到的水合物产出特征,而且水合物资源量仍在减少.【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2014(057)005【总页数】11页(P1664-1674)【关键词】神狐海域;天然气水合物;构造活动;成藏模式;数值模拟【作者】苏正;曹运诚;杨睿;吴能友;陈多福;杨胜雄;王宏斌【作者单位】中国科学院广州能源研究所,广州 510640;中国科学院南海海洋研究所,广州 510640;中国科学院广州能源研究所,广州 510640;中国科学院广州能源研究所,广州 510640;中国科学院南海海洋研究所,广州 510640;广州海洋地质调查局,广州 510075;广州海洋地质调查局,广州 510075【正文语种】中文【中图分类】P6241 引言天然气水合物是由小型气体分子和水分子构成的似冰状固态化合物，自然界中分布最为广泛的是甲烷水合物（Sloan，1998）.水合物的形成需要低温高压环境，并且当孔隙水含甲烷浓度超过甲烷溶解度时才能形成水合物，因此，海洋水合物常分布于水深大于300m 的陆坡带（Paull et al.，1996；Xu and Ruppel，1999；Dickens，2001；Bhatnagar et al.，2007）.天然气水合物具有巨大的资源潜力（Milkov，2004），同时，是海洋油气开发工程事故和海底滑坡的重要诱因（Borowski and Paull，1997；Sultan et al.，2004），也是全球碳循环的重要环节（Kvenvolden，1988；Dickens，2003），但对这一系列问题的准确评价依赖于正确理解海底沉积中天然气水合物的聚集演化过程.特定位置水合物的产出特征可通过钻井取芯、孔隙水地球化学、温度异常、速度和电阻率测井以及地震属性等手段量化描述，但却无法透析沉积体中水合物的形成过程和水合物成藏的控制机理.事实上，水合物只是海底复杂系统中的一个重要构成因素，其中包含了气体的动力学输入和输出过程（Dickens，2003），传质形式为扩散和对流（Xu and Ruppel，1999）.世界上大多数水合物气体为生物成因甲烷气，或原位生成，或深部生物气进入上覆水合物稳定带（Milkov et al.，2005）.水合物层中原位生物成因气往往难以满足大量水合物形成的需要，如美国东海岸布莱克海台的水合物成藏（Egeberg and Dickens，1999；Bhatnagar et al.，2007），而美国西部俄勒冈外海水合物脊的水合物形成主要受深源甲烷气控制（Torres et al.，2004）.南海北部陆坡同时具有被动大陆边缘和活动大陆边缘的特点，深部流体活动异常活跃，局部地区热流较高，沉积速率较大，形成了有别于世界典型构造环境的天然气水合物成藏系统，并发现了一系列天然气水合物存在的地质、地球物理、地球化学和生物证据，表明具有良好的天然气水合物资源远景（吴能友等，2009）.南海北部陆坡是目前我国海洋天然气水合物调查研究的重点区域，而神狐海域被认为是其中最有希望的区块之一.基于天然气水合物的产出标志，广州海洋地质调查局在神狐海域水深1108～1235m通过钻探获得了水合物岩芯样品，证实了甲烷水合物的存在（吴能友等，2009；Wu et al.，2008，2010）.早期关于神狐海域天然气水合物成藏的数值模拟研究，主要聚焦于水合物稳定带分布和水合物的赋存状态（Guan et al.，2009），模拟结果与实际观测存在很大差异.最近，苏正等以沉积速率和含甲烷流体的对流速率为主控参数，数值模拟分析了神狐海域SH2站位天然气水合物可能的形成演化过程，推测神狐海域早期断裂系统中形成了高饱和的度水合物，但在后期1.5Ma的快速泥质沉积埋葬中，快速沉积作用和缓慢流体对流导致海底浅层水合物逐渐减少或消失，而在稳定带底部水合物略有增长，最终形成了当前观测到的水合物分布特征（苏正等，2012）.但其研究只是推测在早期的断裂体系中形成了天然气水合物，并没有给出从断裂体系中水合物的生长过程、以及完整的水合物成藏演化过程.毫无疑问，海洋水合物形成演化受控于沉积作用和流体活动，但要完整认识神狐海域天然气水合物的形成演化过程，须基于该区域地质特征和构造活动历史的分析.因此，本文将在神狐海域构造地质的研究基础上，建立海洋天然气水合物形成聚集过程的数学模型，研究早期断裂活动对水合物的聚集演化的影响，解释神狐海域天然气水合物赋存特征，认识地质活动对水合物成藏发育的控制作用.2 地质背景分析神狐海域构造上处于珠江口盆地珠二坳陷白云凹陷（图1），自中新世以来进入构造沉降期，沉积速率高，为天然气水合物发育创造了良好地质条件（吴能友等，2009）.在神狐海域巨厚（1000～7000m）沉积体中，有机质含量为0.2%～1.9%（吴能友等，2009；McDonnell et al.，2000，Wang et al.，2000，Su et al.，2012），提供了水合物发育的物质基础.但浅层沉积中有机质含量普遍偏低，而深部沉积中有机质含量相对较高（Wang et al.，2000），反映了浅层原位生物成因甲烷对水合物形成的贡献很小，气体以深源甲烷为主.沉积取样分析显示沉积物以泥质粉砂和粉砂质泥为主，而且沉积物中未见冷泉碳酸盐岩结核，说明在井孔穿越的地质史上未发生过明显的甲烷游离气泄露，孔隙流体处于非饱和状态.南海北部陆坡区域断裂构造主要为NEE（或NE）和NW向两组，前者为张性断层，后者为张剪性断层，都具有良好的导水性.断裂活动主要有四期，分别为白垩纪末—古新世初、渐新世晚期—中新世早期、中新世晚期和上新世末—更新世早期.神狐海域晚期断裂活动极其丰富，新生代断层从下到上越来越发育，古近纪底部断裂是裂谷断陷期沉积的主控因素，在热沉降过程中基底断裂作用不断加强，上新世以来（2.0～1.5Ma）出现断裂活动高峰，断层以NE向为主，活动强度小，但数量众多，派生出许多羽状排列的断层，复杂的断裂活动使沉积体成为具有极高渗透性的裂隙介质，有利于普遍性的深部流体流动和水合物发育（吴能友等，2009）.新构造运动改造，形成了大量的晚期构造圈闭，同时形成了规模巨大的泥底辟活动带，也认为与神狐海域天然气水合物发育密切相关（吴能友等，2009；Su et al.，2012）.在最近一期（2.0～1.5Ma）的断层活动之后，神狐海域海底表面接受了快速的泥沙沉积（10～20cm／ka），而且新的沉积体尚无完全固结成岩，沉积体中断裂痕迹较少，这反映浅层泥沙沉积体的渗透性很差，深部流体难以向上快速流动进入浅层沉积体（苏正等，2012）.断层活动前后神狐海域的沉积体渗透性存在很大差异，因此，流体传输速率和甲烷通量必然发生巨大转变.神狐海域当前的水合物形成必然受到断层活动和后期泥沙沉积的影响.3 数学模型海洋天然气水合物成藏演化主要决定于沉积速率和水流速率，要研究其天然气水合物成藏演化过程，必须先确定该沉积盆地的沉积速率和其中的水流速率.因而，海洋天然气水合物成藏的数学模型包含三个方面，一是沉积速率模型，二是沉积体中流体速率模型，三是沉积介质中水合物形成模型.3.1 沉积速率地质时间尺度上的沉积作用导致了沉积物的压实，压实理论把孔隙度与垂直有效应力相联系（Terzaghi，1943；Gibson，1958；Audet and Fowler，1992；Boudreau and Bennett，1999）.孔隙度可表示为深度的单一函数（Athy，1930；Jansen and Raymo，1996；Haacke et al.，2008），其形式为其中，φ是孔隙度，z为深度，φ0为海底界面沉积物孔隙度，λ为压实强度.压实强度反映了海底沉积物的物理性质，其值可利用实测孔隙度参考值拟合获取.沉积压实过程中沉积物逐渐向下迁移，单位时间通过单位截面积的沉积物量称为沉积物通量.单位体积内的沉积物质量为（1-φ）ρs，则垂向一维的海底沉积物质量守恒方程可表示为其中，ρs表示沉积物密度，vs为沉积速率，t为时间变量.方程中第一项为单位体积中沉积物质量随时间的变化，第二项为沉积物质量通量的随空间的变化项.沉积物密度可近似为常数，而孔隙度是深度的单一函数，则在给定深度上单位体积沉积物的质量不随时间变化，即因此，方程第二项说明沉积物质量通量vsρs（1-φ）为常数，沉积物体积通量vs（1-φ）恒定.因此，海底之下任意深度的沉积速率与海底界面沉积速率S相关（苏正等，2012）为将方程（1）代入方程（3），即可求得海底之下任意深度的沉积速率.3.2 水流速率在海底浅层沉积物中，当上升的甲烷气体与向下扩散的硫酸盐相遇时便发生甲烷的缺氧氧化作用，导致硫酸盐和甲烷含量急剧下降，甲烷缺氧氧化作用主要发生在硫酸盐—甲烷界面（sulfate-methane interface，简化为SMI）上（Hinrichs and Boetius，2002；Joye et al.，2004；Treude et al.，2005）.SMI处甲烷浓度接近零（Wu et al.，2010），说明在持续的硫酸盐氧化作用下，向上运移的甲烷几乎被完全消耗，在SMI深度甲烷和硫酸盐达到了反应平衡.甲烷溶解气以对流和扩散形式向上运移，而硫酸盐主要以扩散形式向下传输，反应方程为方程（4）说明由深部向上运移的甲烷量等于从海水向下扩散的硫酸根量，vw表示水流速率，ρf为孔隙流体密度，clm和cls表示液相中甲烷和硫酸盐的浓度，Dm和Ds分别表示液相中甲烷和硫酸盐的扩散系数.在水合物区的甲烷浓度等于甲烷溶解度，因而甲烷浓度梯度很小，可以忽略甲烷的扩散作用，则水流速率可以简化表示为表示水合物区中的甲烷浓度，等于甲烷溶解度.如果已知硫酸盐浓度梯度和水合物区的甲烷溶解度，则可利用方程（5）计算水流速率.3.3 水合物形成天然气水合物形成模型包括甲烷溶解度和甲烷质量守恒方程.甲烷溶解度曲线界定了水合物稳定带厚度，并给出了水合物稳定带内甲烷结晶成为水合物所需的最低浓度，控制着甲烷水合物的成藏聚集过程，而质量和能量守恒原理解释了甲烷在不同相态之间的转化和温度状态.甲烷饱和溶解度利用Duan等（1992）经典模型计算（Duan et al.，1992），甲烷水合物溶解度可利用苏正等模型计算（苏正和陈多福，2007；苏正等，2012），水合物和水的二相共存沉积体系中甲烷的质量守恒方程参考已有模型（Davie et al.，2004；苏正等，2012）.4 计算和讨论神狐海域钻探取芯证明了甲烷水合物的存在.其中，SH2站位水深1235m，海水盐度为33.4‰，根据原位测试的温度数据拟合而成的温度-深度关系式为T=0.047×z+4.9302，钻探显示水合物集中分布于186～229mbsf，顶界出现在72mbsf，水合物最高饱和度为48%（吴能友等，2009；Wu et al.，2008，2010）.SMI深度是27mbsf，当前的海底沉积速率为20cm／ka.钻探揭示的温度和盐度分布，与背景值比较没有明显差异.本文的一维模拟域厚度为250m，相关计算参数见表1.表1 神狐海域SH2站位天然气水合物物性和模拟计算参数表Table 1 Parameters of gas hydrate properties and modeling of site SH2in the Shenhu area注：地质参数D0和SMI分别参考 Wu等（2008；2010）测试数据，而扩散速率Dm和Ds依据Davie和Buffett（2003）模拟参数，其它参数为本文及苏正等（2012）计算结果.海底硫酸盐浓度海水深度L 250 m 模拟域厚度BHSZ 229mbsf 稳定带底界SMI 27 mbsf SMI深度S 18 cm／ka 海底沉积速率Dm0.87×10-9 m2／s 甲烷扩散速率Ds 0.56×10-9 m2／s 硫酸盐扩散速率clm，186 0.132 mol／L 海底186m 处的甲烷浓度cls，0 0.028mol／L mol／L参数名参考值单位说明D0 1235 m4.1 沉积速率沉积速率是本文水合物成藏模拟的一个重要参量，沉积作用导致了沉积物的迁移和更新、孔隙度随深度呈指数衰减.通过对神狐海域取芯样品的孔隙度值的拟合，获知SH2站位沉积体的孔隙度表达式为φ =0.55898e-0.0019·z （苏正等，2012；Su et al.，2012），模拟域内孔隙度介于0.35～0.56.SH2站位的海底沉积速率高达10～20cm／ka，其中在近1.2Ma的海底沉积速率为20cm／ka（苏正等，2012），海底沉积速率的平均值为18cm／ka，模拟域内各深度的沉积速率介于12～18cm／ka（苏正等，2012；Su et al.，2012）.模拟域沉积体的沉积体的最大年龄为说明模拟域所含沉积体起始于最近的构造活动（2.0～1.5Ma）期间，而天然气水合物层底界的沉积年龄为1.58Ma，说明神狐海域水合物形成基本上始于构造活动末期，这种时间界限与前期认识是一致的（苏正等，2012；Su et al.，2012）.4.2 水流速率水流速率是海洋天然气水合物成藏演化模拟的另一重要参量，因为在深源流体中甲烷浓度一定的情况下，水合物稳定带中甲烷的供给速率取决于水流速率，水流速率越大，则在一定时间内进入水合物稳定带的气体越多，如果水流速率很低，则水合物形成速率缓慢，甚至不能形成水合物.沉积体水流速率决定于沉积体孔渗条件，快速流多见于断层、裂隙等流体通道中，而在泥质沉积中水流速率相对较低.本文模拟计算采用的水流速率是通过海底甲烷缺氧氧化原理计算的.甲烷供给量等于向下的硫酸盐扩散量，SMI深度硫酸盐浓度接近于零，水流速率是硫酸盐浓度梯度的函数.SH2站位SMI深度为27mbsf，海底界面的硫酸盐浓度cls，0=0.028mol／L，水合物层顶界为72m（Wang et al.，2011），水合物层中的甲烷浓度取SH2站位186m深处的甲烷溶解度，clm，186=0.132mol／L.根据方程（5）计算的神狐海域当前的水流速率为0.7m／ka（Su et al.，2012）. 4.3 水合物成藏演化分析沉积速率和水流速率是天然气水合物成藏演化的基本控制参量.以沉积速率18cm ／ka和水流速率0.7m／ka模拟计算的水合物饱和度垂向分布如图1所示，水合物稳定带厚度为229m，在演化到1.3Ma时，沉积作用产生的负效应与水流速率产生正效应相抵消，甲烷水合物形成演化达到平衡，水合物饱和度不再变化（苏正等，2012）.但平衡水合物饱和度与孔隙水盐度计算的水合物饱和度（称之为水合物饱和度测试值）分布特征存在巨大差异.模拟计算的稳定带底部的最大水合物饱和度约为12%，但孔隙水盐度所揭示的最高饱和度达48%.图1说明仅以沉积速率和水流速率作为参数，不能模拟神狐海域天然气水合物的形成演化过程和产出特征.这是因为模拟所用的水流速率是以当前的SMI深度等参数计算的，只代表当前沉积体中的水流速率，而早期地质历史上的水流速率很可能与0.7m／ka存在巨大差异，或处于不断变化中.因此，当前水流速率不能代表神狐海域天然气水合物形成演化史上的流体动力学特征，也因此无法以之模拟水合物的动力学演化过程.图1 以沉积速率18cm／ka和水流速率0.7m／ka计算的神狐海域SH2站位天然气水合物饱和度分布平衡水合物饱和度分布曲线与测试值有明显差异，圆点是由孔隙水盐度异常计算的水合物饱和度.Fig.1 Distribution of hydrate saturation modeled by using the seafloor depositional rate of 18cm／ka and the water flow rate of 0.7m／ka The hydrate saturations at the equilibrium are evidently different from the measured data.The dots are hydrate saturationcalculated from salinity abnormities in the pore water.事实上，由于受构造活动的影响，地质历史上沉积体的流体疏导系统可能发生改变，并导致水流速率的变化.构造活动形成的断层等流体通道具有很高的渗透性，其水流速率可能是当前水流速率的几十倍、甚至几百倍.神狐海域距今最近的大规模构造活动发生在上新世末一更新世早期（2.0～1.5Ma）（吴能友等，2009），在复杂断裂体系中的水流速率必然远高于当前的水流速率，如果孔隙水中含有足够的甲烷，便可海底浅层断裂体系中形成大量的天然气水合物，而当前的水合物恰是在此基础上发展演化的.4.4 早期水合物存在神狐海域水合物成藏演化经历了剧烈的构造活动和快速泥砂沉积过程，而当前泥砂沉积中的天然气水合物可能是在构造活动末期形成的水合物基础上发展而来的.构造活动期间沉积体中的水流速率必然经历了复杂的变化，无法直接取得具体的水流速率值，也难以通过调节水流速率模拟水合物藏的演化过程.但可以通过重复性计算试验，获取构造活动末期高速渗流形成的水合物饱和度，具体方法是通过在模拟计算中给出不同的水合物饱和度初值，代表构造活动末期断裂系统中水合物的饱和度，再利用当前平均沉积速率（18cm／ka）和水流速率（0.7m／ka），模拟断裂活动之后的水合物的成藏演化过程，挑选模拟饱和度曲线对饱和度测试值的最佳包络，并以1.5Ma（构造活动结束至今的快速泥砂沉积过程）的演化时间进行限定，从而确定早期快速渗流阶段沉积体系中形成的水合物饱和度（苏正等，2012）.图2显示了在不同水合物饱和度初值条件下模拟计算的水合物饱和度分布特征.水合物饱和度尝试不同的初值，如SH=18%、20%、22%、24%，表征在快速渗流阶段断裂体系中形成的水合物量.模拟参数S=18cm／ka和vw=0.7m／ka，表示在构造活动之后缓慢渗流过程中水合物的继承发展演化.模拟计算的沉积演化时间为1.5Ma，是指从构造活动结束至今的沉积地质历史，模拟计算的水合物饱和度与测试值进行对比.对比发现，在水合物饱和度初值为20%时，模拟计算的水合物饱和度曲线对测试值的匹配效果最好，这说明在构造活动末期形成了饱和度为20%的甲烷水合物，经历了1.5Ma的快速沉积演化，形成了当前神狐海域天然气水合物的产出特征.图2 神狐海域SH2站位的水合物饱和度模拟曲线与测试值对比Fig.2 Comparison of modeled hydrate saturation curves with the measured data at site SH2in the Shenhu area水合物饱和度模拟的初值分别为18%、20%、22%、24%，模拟的演化时间为1.5Ma，沉积速率为18cm／ka，水流速率0.7m ／ka.圆点代表水合物饱和度测试值，在饱和度初值为20%时模拟的当前水合物饱和度曲线对测试值的匹配效果最好.The initial values of hydrate saturation in the calculations are 18%，20%，22%，and 24%，respectively.The evolution time in the comparison is 1.5Ma，sedimentation rate is 18cm／ka，and the water flow rate is 0.7m／ka.The dots are measured hydrate saturations.The current saturation values are well matched by the calculated curves of hydrate saturation at 20%of initial value of hydrate situation.图3 模拟的SH2站位水合物饱和度分布和变化及与当前水合物产出特征的对比Fig.3 Changes of the modeled hydrate saturation with time and comparison with the current hydrate occurrence at site SH2计算中的水合物饱和度初值为20%，海底沉积速率为18cm／ka，水流速率为0.7m／ka，圆点是水合物饱和度测试值.在t=1.5Ma时模拟的水合物饱和度曲线对测试值的匹配效果最好.The initial value of hydrate saturation in the calculation is 20%.The seafloor sedimentation rate of clay silts is 18cm／ka，and the water flowrate is 0.7m／ka.The dots are measured hydrate saturation at the site.The measured data is well matched by the calculated curves of hydrate saturation at time of 1.5Ma.图3显示了在初始水合物饱和度为20%，天然气水合物的后期演化过程及与当前水合物饱和度分布的对比.从时间变化来看，天然气水合物集中分布层的厚度逐渐减小，在1.5Ma时模拟的水合物饱和度与测试值相当，在1.6Ma时模拟的水合物集中分布厚度明显有别于当前的水合物产出特征，即在稳定带底部位置上出现了模拟计算的水合物饱和度明显低于测试值.在1.6Ma之后，最高水合物饱和度开始下降，水合物量明显减小，到2.0Ma时饱和度基本达到动态平衡.对比发现，水合物饱和度初值为20%、t=1.5Ma时的水合物饱和度曲线对测试值的覆盖效果最好.据此推断，在最近一次构造活动末期，神狐海域的断裂沉积体中形成了饱和度为20%的天然气水合物，并在锻炼活动之后的沉积作用和流体动力学条件下，经历了1.5Ma发展演化，形成了当前的天然气水合物产出特征.4.5 水合物成藏演化过程神狐海域天然气水合物经历了至少1.5Ma的沉积演化历史，在过去1.5Ma发展过程中，海底沉积速率为18cm／ka，水流速率为0.7m／ka.在距今1.5Ma之前构造活动中经历了一个裂隙系统中的水合物生成过程，形成了饱和度为20%的天然气水合物.水合物藏继承演化，但后期受快速沉积和缓慢流体对流的控制，甲烷供给速率降低，海底浅层的水合物逐渐减少或消失，但整体的水合物资源量正在减少.然而，明晰神狐海域天然气水合物的成藏演化过程，需要清楚断裂活动中20%水合物饱和度的形成过程，即高渗透性断裂系统中水合物形成的水流速率和形成演化时间？完整的模拟水合物系统演化是指水合物饱和度从零开始的聚集过程.此节模拟中将通过反复调整早期的水流速率，并在水合物饱和度达到20%时，流体快速渗流结束，水合物形成演化进入第二阶段.图4对比了早期水流速率对当前水合物产出特征的影响，并对比水合物饱和度的计算值与测试值，由于水合物形成演化时间与最后一次断层活动结束年龄相当，因此，选取对比的时间点为1.5Ma.早期水流速率v0w 分别取值10、30、50、70m／ka，当水合物饱和度平均值达到20%时，后期水流速率调整为v1w（0.7m／ka），并在18cm／ka的海底沉积速率条件下继承演化.当v0w=10m／ka时，模拟的最大水合物饱和度明显低于测试值；当v0w=30m／ka时，模拟的当前水合物饱和度略低于测试值；当v0w=50m／ka 时，水合物饱和度曲线对测试值具有较好的包络效果；当v0w=70m／ka时，稳定带地步的水合物饱和度高于测试值.因此推断，在构造活动晚期，断裂体系中水流速率约为50m／ka时，快速流体运移形成了饱和度为20%的甲烷水合物.图4 在不同的早期水流速率条件下模拟的天然气水合物饱和度Fig.4 Modeled gas hydrate saturation with different early water flow rates早期水流速率分别等于10m／ka、30m／ka、50m／ka、70m／ka，当平均水合物饱和度达到20%时，水流速率变为0.7m／ka，海底沉积速率恒为18cm／ka.在v0w=50m／ka、t=1.54My时，模拟的水合物饱和度曲线对测试值的包络效果最好.The early water flow rates are respectively 10m／ka，30m／ka，50m／ka and 70m／ka，the water flow rates change to 0.7m／ka when the average hydrate saturation reaches 20%.The sedimentation rate at seafloor keeps 18cm／ka.The measured data is well enveloped by the calculated curves of hydrate saturation at v0w=50m／ka and t=1.5Ma.图5给出了神狐海域天然气水合物的形成演化过程.可以明显看出神狐海域天然气水合物形成演化经历了两个阶段.早期阶段，高渗透断裂体系中的水流速率为50m ／ka，并携带深部热量到浅部，致使水合物稳定带厚度相对较薄，但在整个稳定带中均有水合物生成，水合物饱和度快速增长，且不同深度的增长幅度相当，在经。

ＩＳＳＮ０２５６ １４９２ＣＮ３７ １１１７／Ｐ海洋地质与第四纪地质ＭＡＲＩＮＥＧＥＯＬＯＧＹ＆ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹＧＥＯＬＯＧＹ第３７卷第６期Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．６犇犗犐：１０．１６５６２／犼．犮狀犽犻．０２５６ １４９２．２０１７．０６．０１８南海北部神狐海域不同类型水道及其天然气水合物成藏的差异付超１，于兴河１，梁金强２，何玉林２，匡增桂２，金丽娜１（１．中国地质大学（北京）能源学院，北京１０００８３；　２．中国地质调查局广州海洋地质调查局，广州５１０７６０）摘要：２００７年和２０１５年，我国在南海北部神狐海域的水合物钻探结果揭示，水合物在赋存空间上表现为不均匀性。

该区域发育多种类型的深水水道，基于水道特征开展不同类型水道的描述，并分析其对水合物成藏差异性的影响，将对该区域水合物的勘探和后续开采具有重要意义。

通过地震剖面的综合解释和井震心综合分析，对神狐海域的水道类型进行了划分，探讨了水合物成藏的差异。

结果表明，研究区的水道可划分为“Ｖ”型、迁移“Ｖ”型、“Ｕ”型和碟型等４种类型，不同类型水道的水合物赋存特征各异。

“Ｖ”型和迁移“Ｖ”型水道的水合物主要富集在峡谷壁垮塌沉积中，但富存程度较低；“Ｕ”型水道的水合物主要富集在谷底沉积和两侧天然堤中；碟型水道的水合物主要富集在水道末端朵体及越岸扇体中。

综合解释认为，沉积速率和水流侵蚀速率是造成神狐海域不同类型水道中水合物成藏差异的主要因素。

关键词：浊积水道；天然气水合物；成藏差异；神狐海域中图分类号：Ｐ７３６．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５６ １４９２（２０１７）０６ ０１６８ １０基金项目：国家自然科学基金项目（４１２７２１３２）；国家专项项目（ＧＺＨ２０１１００３ ０５ ０２ ０２）作者简介：付超，（１９９２—）男，硕士研究生，从事沉积学研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｆｕｃｈａｏｐｊｂ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：于兴河（１９５８—），男，博士，博士生导师，从事沉积学教学与研究工作，Ｅ ｍａｉｌ：ｂｉｌｌｙｕ＠ｃｕｇｂ．ｅｄｕ．ｃｎ收稿日期：２０１７ ０３ ０３；改回日期：２０１７ ０５ ２７．　文凤英编辑 神狐海域沟壑纵横，发育多期不同形态的水道。

南海神狐海域天然气水合物储层参数定量评价方法康冬菊;刘俊东;李海燕;屈翠侠;陆敬安;谢莹峰;钟超;任金峰【期刊名称】《现代地质》【年(卷),期】2024(38)2【摘要】海洋型天然气水合物以固态形式赋存于尚未固结的泥质粉砂和粉砂质泥地层中,不同于常规油气藏在固结砂岩地层中的赋存模式,因此造成水合物储层测井评价的难题。

2007年以来我国南海神狐地区实施了4次水合物钻探,取得丰富的地球物理与岩心资料并且证实该区存在着巨大的天然气水合物资源潜力。

本文通过对神狐地区常规测井、特殊测井资料以及取心资料的研究分析,总结水合物地层各项测井响应特征,利用岩心数据刻度测井,建立储层岩性、物性以及水合物饱和度计算模型,形成一套适合神狐地区天然气水合物储层参数的定量评价技术。

利用本文方法对研究区部分井进行综合评价,水合物地层孔隙度平均为49.91%,水合物饱和度平均为29.75%,孔隙结构以小孔隙为主,渗透性较差,评价结果与岩心实验结果基本一致,符合率达85%。

该研究成果为神狐海域水合物资源量评价及成藏研究提供了新的参考。

【总页数】13页(P385-397)【作者】康冬菊;刘俊东;李海燕;屈翠侠;陆敬安;谢莹峰;钟超;任金峰【作者单位】中国地质调查局广州海洋地质调查局;中国石油集团测井有限公司天津分公司【正文语种】中文【中图分类】P618.13;P631.81【相关文献】1.南海神狐海域非均质性天然气水合物储层的分频反演2.南海神狐海域天然气水合物沉积层的BSR特征与预测方法研究（英文）3.南海神狐海域水合物三相混合层测井评价方法研究4.利用地震谱反演技术圈定南海神狐海域天然气水合物储集层因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部陆坡区神狐海域构造特征及对水合物的控制苏明;杨睿;吴能友;王宏斌;梁金强;沙志彬;丛晓荣;乔少华【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2014(088)003【摘要】通过对南海北部陆坡区神狐海域高精度2D和3D地震资料的精细解释,在研究区共识别出4种构造类型,分别为气烟囱(流体底辟)、区域大尺度断层、深水扇中的正断层和滑移体中的滑脱断层.气烟囱具有直立的通道形态,其内部结构可划分为杂乱反射带、模糊反射带和顶部强振幅区域.大尺度断层位于水合物钻探区的西北部和东北部,断层规模大,对深部地层表现出明显的控制作用.深水扇中的正断层广泛发育于上新世的深水扇中,特别是在水合物钻探区西部进积特征明显的深水扇中,正断层的数量更多.滑移体中的滑脱断层在神狐海域的第四纪地层中非常常见,在剖面上呈雁列式分布.研究结果表明,大尺度断层由于和水合物钻探区的距离较远,对于水合物的成藏可能不起控制作用.气烟囱和规模小数量多的断裂体系为含气流体的运移提供了垂向和侧向的输送通道,构成了水合物的流体运移体系.当富含甲烷气体的流体通过这些垂向-侧向的运移通道时,在合适的温压条件下,被适于水合物聚集的沉积体所捕获,就有可能形成水合物.水合物钻探区内东西部构造特征的差异,使得研究区内形成了不同的流体运移体系,这可能是控制钻探区水合物不均匀性分布的一个关键因素.【总页数】9页(P318-326)【作者】苏明;杨睿;吴能友;王宏斌;梁金强;沙志彬;丛晓荣;乔少华【作者单位】中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州,510640;中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州,510640;中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州,510640;中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州,510640;中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广州,510301;中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州,510640;中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州,510640;国土资源部广州海洋地质调查局,广州,510760;国土资源部广州海洋地质调查局,广州,510760;国土资源部广州海洋地质调查局,广州,510760;中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州,510640;中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州,510640;中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州,510640;中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州,510640【正文语种】中文【相关文献】1.南海北部陆坡神狐海域浅地层与单道地震剖面联合解释——水合物区沉积地层特征 [J], 李守军;初凤友;方银霞;吴自银;倪玉根2.南海北部陆坡神狐海域水合物储层分层建模方法与有利区带预测 [J], 付超;樊雪;于兴河;赵晨帆;何玉林;梁金强;苏丕波3.南海北部陆坡神狐海域含水合物沉积层时频特征提取及识别方法 [J], 孙运宝4.南海北部陆坡神狐海域GMGS01区块细粒浊积体的识别特征及意义 [J], 姜衡;苏明;邬黛黛;沙志彬;匡増桂;吴能友;雷新华;刘杰;杨睿;丛晓荣5.南海北部陆坡大型气田区天然气水合物的成藏地质构造特征 [J], 吴时国;姚根顺;董冬冬;张光学;王秀娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

神狐深水海域天然气水合物成藏的气源条件苏丕波;梁金强;沙志彬;付少英【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)002【摘要】为深入分析南海北部神狐深水海域天然气水合物形成的气源控制因素，以神狐海域天然气水合物调查区为重点研究对象，在基础调查资料和相关钻探成果的综合研究基础上，全面探讨了神狐海域天然气水合物成藏的气源供给条件。

研究结果表明：（1）神狐海域浅层400∼1200 m以内具备良好的适合微生物成因甲烷气体生成条件，生物气生气潜力巨大；（2）深部古近系文昌组湖相和恩平组煤系两套成熟烃源岩，亦以生气为主，能够提供一定数量的热解气补充之；（3）深部成熟热解气通过纵向断层或底辟通道垂向运移至浅层海底，在浅部与微生物气一起侧向运移至天然气水合物稳定域内形成混合型天然气水合物藏。

【总页数】8页(P1-8)【作者】苏丕波;梁金强;沙志彬;付少英【作者单位】广州海洋地质调查局，广东广州 510760; 国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州 510075;广州海洋地质调查局，广东广州 510760; 国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州 510075;广州海洋地质调查局，广东广州 510760; 国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州 510075;广州海洋地质调查局，广东广州 510760; 国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州510075【正文语种】中文【中图分类】TE122.2【相关文献】1.神狐海域气源特征及其对天然气水合物成藏的指示意义 [J], 苏丕波;雷怀彦;梁金强;沙志彬;付少英;龚跃华2.神狐钻探区天然气水合物成藏地质条件分析 [J], 梁永兴;曾溅辉;郭依群;匡增桂3.南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制 [J], 杨承志;罗坤文;梁金强;林智轩;张伯达;刘坊;苏明;方允鑫4.南海北部神狐西南海域天然气水合物成矿远景 [J], 龚跃华;张光学;郭依群;梁金强;沙志彬;王宏斌;梁劲5.珠江口盆地东部海域天然气水合物成藏气源特征探讨 [J], 沙志彬;许振强;付少英;梁金强;张伟;苏丕波;陆红锋;陆敬安因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部神狐海域输导体系特征及其对天然气水合物成藏的影响梁永兴;曾溅辉;杨智峰;郭依群;匡增桂【期刊名称】《地球科学与环境学报》【年(卷),期】2013(35)4【摘要】基于地震解释和二维盆地模拟,从输导体系的类型、断层的活动性、古压力演化历史等方面综合研究南海北部神狐海域输导体系的特征,并结合生烃条件和天然气水合物稳定域条件,综合探讨输导体系对天然气水合物成藏的影响,进而预测神狐海域天然气水合物有利聚集区.结果表明:神狐海域输导体系类型主要有“断层”型和“气烟囱”型2种,并以“断层”型为主;“断层”型输导体系主要分布在神狐海域北部和中东部,断层性质为正断层,组合样式包括鹿角状、反“y”字型和阶梯型,断层主要活动期为珠江期—韩江期;该区域经历了3期超压旋回,其中第3次超压旋回与深部烃类流体的生成-排放有关;该区域浅层形成了较厚的天然气水合物稳定域,深部具备充足的气源;该区域主要生排烃期与断层主要活动期、第3次超压旋回匹配良好,有利于深部烃类气体通过“断层”型输导体系向浅层运移;该区域北部和中东部是未来天然气水合物勘探的有利区.【总页数】9页(P30-38)【作者】梁永兴;曾溅辉;杨智峰;郭依群;匡增桂【作者单位】中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249;广州海洋地质调查局海洋矿产地质调查所,广东广州510760;广州海洋地质调查局海洋矿产地质调查所,广东广州510760【正文语种】中文【中图分类】P618.13;TE122【相关文献】1.南海北部神狐海域GMGS1和GMGS3钻探区天然气水合物运聚成藏的差异性[J], 张伟;梁金强;何家雄;丛晓荣;苏丕波;林霖;梁劲2.南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究 [J], 苏正;曹运诚;杨睿;吴能友;陈多福;杨胜雄;王宏斌3.南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制 [J], 杨承志;罗坤文;梁金强;林智轩;张伯达;刘坊;苏明;方允鑫4.南海北部神狐海域天然气水合物成藏系统 [J], 苏丕波;梁金强;张伟;刘坊;王飞飞;李廷微;王笑雪;王力峰5.南海北部神狐海域不同类型水道及其天然气水合物成藏的差异 [J], 付超;于兴河;梁金强;何玉林;匡增桂;金丽娜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

doi: 10.19700/j.0379-1726.2022.01.010神狐海域沉积物孔隙水卤素浓度及碘同位素特征对天然气水合物成藏的示踪研究傅飘儿1, 2*, 方允鑫1, 2, 涂公平1, 2, 张路远3, 王彦美1, 2(1. 中国地质调查局 广州海洋地质调查局, 广东 广州 510075; 2. 南方海洋科学与工程广东省实验室, 广东 广州 511458; 3. 中国科学院 地球环境研究所 黄土与第四纪地质国家重点实验室 陕西省加速器质谱技术及应用重点实验室, 陕西 西安 710061)摘 要: 沉积地球化学是水合物勘查和研究中的一种重要技术手段, 本文选取南海北部神狐海域SC-02钻孔沉积物孔隙水开展卤族元素浓度研究。

根据沉积物孔隙水中Cl −、Br −和I −浓度特征, 该钻孔可分为两层: 上层沉积物孔隙水中卤族元素浓度随深度增加呈递增趋势; 下层沉积物孔隙水卤素浓度则出现大幅波动, 可能与该层赋存的水合物在钻取采样时发生分解有关。

下层沉积物孔隙水的129I/I 年龄为20.77 Ma, 明显老于该赋存层的地层年龄, 暗示该站位的天然气水合物中甲烷可能来自下覆的深部地层。

关键词: 南海北部; 天然气水合物; 沉积物孔隙水; 卤素; 碘同位素中图分类号: P597 文献标志码: A Halogen and iodine isotope of sediment pore water in Shenhu area, northern SouthChina Sea: insight into the source and genesis of gas hydrateFU Piaoer 1, 2*, FANG Yunxing 1, 2, TU Gongping 1, 2, ZHANG Luyuan 3, WANG Yanmei 1, 2(1. Guangzhou Marine Geological Survey , China Geological Survey , Guangzhou 510075, Guangdong , China ; 2. Guangdong Laboratory of southern marine science and Engineering, Guangzhou 511458, Guangdong , China ; 3. State Key Laboratory of Quaternary Geology , Shanxi Key Laboratory of Accelerator Mass Spectrometry Technology and Application , Institute of Earth Environment , Chinese Academy of Sciences , Xi ’an 710061, Shaanxi , China )Abstract: Halogen concentrations and 129I/I ratios were determined in pore water from marine sediments in the Shenhu area, northern South China Sea. The total depth of SC-02 sediment column is 191 m. Taking 140 m as the boundary due to appearance of hydrate, the sediment column can be divided into two sections based on the content of Cl −, Br − and I − in pore water of sediments. The halogen concentrations from upper section are relatively uniform and increasing with the depth, whereas the contents of Cl −, Br − and I − in the pore water from sediments below 140m fluctuated greatly, which is likely responsible to hydrate decomposition. The 129I/I ratio is 600.1×10−15, giving minimum age (ca. 20.77 Ma), whichis considerably older than present host sediments (ca. 5.5 Ma). The results do not support derivation of gas hydrates from present host sediments. Key words: the South China Sea; gas hydrate; pore water; halogen; iodine isotope0 引 言天然气水合物是由甲烷和少量乙烷、二氧化碳等气体在低温高压环境下与水分子结合形成的类冰状结晶物质, 主要赋存于浅海陆坡或陆上永久冻土中, 是一种重要的非常规油气资源。

中国南海神狐海域水合物储层井壁稳定可靠度分析黄佳佳;蒋明镜;王华宁【期刊名称】《岩土力学》【年(卷),期】2024(45)5【摘要】天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。

我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻井安全。

目前未见有水合物储层井壁稳定可靠度研究。

为定量评估在我国南海神狐海域水合物储层钻井风险,基于水合物储层钻井井壁稳定解析理论和南海神狐海域具体地质条件,结合可靠度分析方法中的改进一次二阶矩法和响应面法,研究南海神狐海域水合物储层钻井井壁失稳概率分布特征,分析该海域井壁失稳概率及安全钻井液压力窗口对主要参数均值和不确定性的敏感性,结果表明:(1)若测量数据足够精确,在我国南海神狐海域水合物储层进行钻井活动的安全性较高,安全钻井液压力窗口也较大。

测量数据的不确定性增大将使井壁失稳概率显著升高,缩窄安全钻井液压力窗口。

(2)较低的钻井液温度对降低井壁失稳概率略有帮助,且能明显地扩大安全钻井液压力窗口。

(3)5个主要参数的均值和不确定性对井壁失稳概率的影响次序相同,均为初始地应力>初始内摩擦角>弹性模量比>初始黏聚力>初始弹性模量。

实际工程中对初始地应力数据精确测量,能够显著提高水合物储层钻井井壁稳定性。

【总页数】12页(P1505-1516)【作者】黄佳佳;蒋明镜;王华宁【作者单位】同济大学土木工程学院;中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司;同济大学土木工程防灾国家重点实验室;苏州科技大学土木工程学院;同济大学航空航天与力学学院【正文语种】中文【中图分类】TE21【相关文献】1.南海神狐海域非均质性天然气水合物储层的分频反演2.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3.利用地震谱反演技术圈定南海神狐海域天然气水合物储集层4.南海神狐海域天然气水合物储层参数定量评价方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部神狐海域天然气水合物成藏特征及主控因素新认识杨胜雄;梁金强;陆敬安;曲长伟;刘博【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2017(24)4【摘要】南海北部陆坡神狐海域烃源岩生烃潜力巨大且烃类运移条件良好,可为水合物成藏提供充足的气源和通畅的疏导通道,而且神狐海域海底沉积层的温度、压力条件满足水合物形成的要求,具备了水合物聚集成藏的地质条件,成为我国水合物勘探开发的重点靶区.为了明确神狐地区水合物的成藏特征和主控因素,首次将随钻成像测井引入对水合物赋存状态、成藏序列、成藏模式和主控因素的研究中,从而为今后水合物的开采和钻井方案的设计提供强有力的理论依据.通过随钻成像测井、电阻率频谱及相对饱和度分析发现神狐海域共发育厚层状、分散状、斑块状、断层附近和薄层状5种赋存状态的水合物,其中厚层状和分散状水合物相对饱和度高且厚度大,开采价值较大,是研究区的主力水合物层,厚层状水合物常分布于水合物层顶部而分散状水合物常分布于水合物层底部;斑块状、断层附近和薄层状水合物相对饱和度较低且分布不规律,开采价值较小.厚层状、分散状、斑块状和断层附近水合物主要为深部热解气通过断层运移至水合物稳定区聚集成藏,为构造渗漏型水合物;薄层状水合物主要为浅部生物气横向运移聚集至水合物稳定域,为地层扩散型水合物.神狐海域发育开启型、填充型和界面型3种类型的断层,断层作为气体和流体的运移通道,沟通了气源和水合物稳定带,控制了水合物在纵向上和横向上的展布范围,为神狐地区水合物的主控因素.%Great potential exists for gas generation in the Shenhu area on the northern slope of the South China Sea.Effective pathways for hydrocarbon migration are favorable in this area for gashydrate accumulation,for which geological conditions,temperature and pressure in particular,also meet the requirements.As a result,the Shenhu area proved to be the target for exploration and exploitation of natural gas hydrates.To understand the characteristics of controlling factors of the gas hydrate reservoir in this area,and establish a powerful theoretical basis for gas hydrate exploitation and drilling design,logging while drilling (LWD) borehole image log was integrated for the first time to analyze and summarize occurrence state,accumulation sequence,formation model and controlling factors of gas hydrate.Based on LWD borehole image,resistivity spectrum and Sand Counting analysis,five types of gas hydrate are identified as the thick-bedded,disseminated,plaque,near fault and thin-bedded types.The characteristics of high saturation,great thickness and high exploitation value suggest that the thick bedded and disseminated gas hydrates are the main gas hydrate reservoirs.The thick-bedded gas hydrates are located on the top of the gas hydrate reservoir,whereas the disseminated gas hydrates are at the bottom.In contrast,low saturation and irregular distribution of the near fault and thinbedded gas hydrates resulted in low exploration value of plaque.Thermogenic gas migrate vertically to form deep strata through faults and eventually accumulate in a steady area,leading to the formation of thethickbedded,disseminated,plaque and near fault gas hydrates or the so called structural seepage hydrates.Biogenic gas migrate laterally to the steady area,resulted in the formation of thin-bedded gas hydrate,which was named the stratigraphic-diffusive hydrate.Three types of faults areidentified in the Shenhu area,they are the open fault,filled fault and interface fault.Faults are migration pathways for gas and fluid communicating between the gas source and hydrate steady area,and controlling the range of distribution vertically and horizontally.Faults are the main controlling factor influencing the development of gas hydrate.【总页数】14页(P1-14)【作者】杨胜雄;梁金强;陆敬安;曲长伟;刘博【作者单位】中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州510760;中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州510760;中国地质调查局广州海洋地质调查局,广东广州510760;斯伦贝谢中国地球科学与石油工程研究院,北京100015;斯伦贝谢中国地球科学与石油工程研究院,北京100015【正文语种】中文【中图分类】P618.13【相关文献】1.中国南海北部神狐海域高饱和度天然气水合物成藏特征及机制 [J], 张伟;梁金强;陆敬安;尉建功;苏丕波;方允鑫;郭依群;杨胜雄;张光学2.南海北部神狐海域天然气水合物成藏特征 [J], 龚跃华;杨胜雄;王宏斌;梁金强;郭依群;吴时国;刘广虎3.南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制 [J], 杨承志;罗坤文;梁金强;林智轩;张伯达;刘坊;苏明;方允鑫4.南海北部神狐海域天然气水合物成藏系统 [J], 苏丕波;梁金强;张伟;刘坊;王飞飞;李廷微;王笑雪;王力峰5.南海北部神狐海域天然气水合物气源混合类型及定量表征 [J], 孙涛;李清平;丁蓉;李丽霞;樊奇;林青因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部神狐海域不同粒级沉积物的地球化学特征及其物源指示意义杨丹丹;刘盛;张志顺;赵彦彦;杨俊;魏浩天;张广璐;孙国静;郭晓强【期刊名称】《中国海洋大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(52)10【摘要】海洋沉积物的粒度是制约其元素分布的主要因素之一。

本文按照粒径将南海北部神狐海域SH-CL38柱状沉积物分为粉砂级沉积物(2~63μm)和黏土级沉积物(<2μm),并分别测量其主微量元素含量,着重研究稀土元素(REY)的变化规律和分布特征,从而更好地探讨不同粒级沉积物对研究区的物质来源及沉积过程的指示意义。

根据粒度特征,SH-CL38柱状沉积物可划分为五个层位。

相对于平均上地壳(UCC),粉砂级沉积物和黏土级沉积物中均表现出Na、P、Ca、Mn、Ba、Sr、Sc、Co以及REY的亏损。

黏土级沉积物中的Al、Fe、K、Mg含量高于粉砂级沉积物,而粉砂级沉积物中微量元素Zr、Hf、Ta、Nb以及各稀土元素的含量高于黏土级沉积物,粉砂级沉积物和黏土级沉积物中REY含量和主微量元素含量之间的相关性表明细粒沉积物中REY主要来自陆源碎屑矿物。

尽管粉砂级沉积物和黏土级沉积物的主微量元素含量具有一定差异,但是它们的REY经PAAS标准化后的REY配分模式均表现为较平坦的陆源特征,具有明显的Ce负异常,与台湾西南地区及华南陆缘沉积物的PAAS标准化配分模式具有相似性,指示了这两个地区可能为SH-CL38柱状沉积物的主要物源区。

本研究表明,同一样品中的不同粒级沉积物在指示同一时期的源区时存在差异,因此,对沉积物进行分粒级研究,并将不同粒级沉积物记录的信息综合分析能够更明确的指示物源和沉积过程。

【总页数】18页(P109-126)【作者】杨丹丹;刘盛;张志顺;赵彦彦;杨俊;魏浩天;张广璐;孙国静;郭晓强【作者单位】深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心;青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室【正文语种】中文【中图分类】P736.4【相关文献】1.南海神狐海域Site 4B沉积物地球化学特征及其对甲烷渗漏的指示意义2.南海北部神狐海域水合物钻探区沉积物地球化学特征3.南海北部神狐海域沉积物Fe-P-S 元素地球化学特征及对甲烷渗漏的指示因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部神狐海域细粒储层矿物组分对天然气水合物储集赋存的影响徐小蕾;白辰阳;苏丕波;马倩;张宇;梁金强【期刊名称】《地质论评》【年(卷),期】2024(70)3【摘要】为了探明矿物类型对于天然气水合物成藏的影响,笔者等利用南海北部神狐海域W07站位样品及其水合物饱和度数据,进行XRD全岩和黏土矿物测试分析、比表面积分析以及束缚水能力综合分析。

结果表明,海床下110~127 m(即110~127 mbsf,meters below sea floor,海床以下深度)为非水合物储层段,海床下127~156 m为水合物储层段。

通过XRD分析可知,高石英及长石含量,低伊蒙混层含量的层段,比表面积与束缚水能力较低,说明其具有相对较好的孔渗条件,为水合物的运移与储集提供了良好的空间条件,因此形成水合物储层段;而在高伊蒙混层的层段中,比表面积较大,束缚水能力较强,其对甲烷气体及流体的吸附和束缚能力较强,对水合物成藏起到潜在的封隔作用,成为非储层段,储层与非储层段纵向叠置序列有利于优质水合物储层的形成。

本次研究总结了矿物组分与优质水合物储层之间的关系,并揭示两者存在的潜在成因联系,以期丰富水合物富集成藏的基础理论,对未来南海北部天然气水合物的商业化开发提供支持。

【总页数】16页(P1205-1220)【作者】徐小蕾;白辰阳;苏丕波;马倩;张宇;梁金强【作者单位】中国地质大学(北京)海洋学院;极地地质与海洋矿产教育部重点实验室(中国地质大学)(北京);广州海洋地质调查局三亚南海地质研究所;中国地质调查局天然气水合物工程技术中心;自然资源部海底矿产资源重点实验室;中国石油集团长庆油田分公司第一采气厂【正文语种】中文【中图分类】P61【相关文献】1.南海北部陆坡神狐海域水合物储层分层建模方法与有利区带预测2.南海北部神狐海域W19井天然气水合物储层类型与特征3.利用地震谱反演技术圈定南海神狐海域天然气水合物储集层4.有孔虫对南海神狐海域细粒沉积层中天然气水合物形成及赋存特征的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部神狐海域含天然气水合物沉积层的速度特征梁劲;王明君;陆敬安;梁金强;王宏斌;匡增桂【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2013(033)007【摘要】2007年在南海北部神狐海域对天然气水合物(以下简称水合物)的钻探结果表明,仅依靠似海底反射(BSR)和振幅空白不能揭示沉积层内水合物的赋存状态,不能准确地圈定水合物的分布面积和储层厚度.为准确判定水合物储层情况,对南海北部神狐海域声波测井及地震资料进行了精细分析,研究了含水合物沉积层的声波速度、地震速度的分布特征和变化规律.结果认为:①地震反射剖面上,由于水合物饱和度、厚度增大,引起含水合物沉积层的速度增大而产生上拉构造,其下方同时显示出因低速含气层引起的速度下拉构造,即“眼球状”的速度振幅异常结构；②含水合物层的层速度大小与沉积物孔隙度和水合物饱和度密切相关,水合物饱和度随声波速度升高而上下波动,总体趋势上随声波速度的升高而增高；③在含水合物带内部,高速层呈平行于海底的带状分布,底部速度最高,从底部往上速度逐渐降低；④利用上述特征,结合其他地质和地球物理资料,依据层速度可识别地层中水合物的存在,计算水合物的饱和度,确定含水合物层的厚度、分布范围,并可进一步计算水合物的资源量.【总页数】7页(P29-35)【作者】梁劲;王明君;陆敬安;梁金强;王宏斌;匡增桂【作者单位】广州海洋地质调查局;国土资源部海底矿产资源实验室;中国地质科学院矿产资源研究所;广州海洋地质调查局;国土资源部海底矿产资源实验室;广州海洋地质调查局;国土资源部海底矿产资源实验室;广州海洋地质调查局;国土资源部海底矿产资源实验室;广州海洋地质调查局;国土资源部海底矿产资源实验室【正文语种】中文【相关文献】1.南海北部陆坡神狐海域富有孔虫沉积层的特征及成因 [J], 李牛;陈多福2.南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制 [J], 杨承志;罗坤文;梁金强;林智轩;张伯达;刘坊;苏明;方允鑫3.南海北部神狐海域天然气水合物气源混合类型及定量表征 [J], 孙涛;李清平;丁蓉;李丽霞;樊奇;林青4.南海北部陆坡神狐海域含水合物沉积层时频特征提取及识别方法 [J], 孙运宝5.南海神狐海域天然气水合物沉积层的BSR特征与预测方法研究（英文） [J], 张如伟;李洪奇;张宝金;黄捍东;文鹏飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部神狐海域W19井天然气水合物储层类型与特征石思思;陈星州;马健;孙玉梅;孙超业【摘要】针对南海北部神狐海域天然气水合物储层物性研究不系统,储层评价标准不明确等问题,运用岩心观察、激光粒度测试、扫描电镜和XRD测试等方法,剖析了神狐海域W19井天然气水合物储层的岩性、物性特征,并对其天然气水合物储层进行分类和有效评价.研究结果表明:神狐海域W19井处于能量较低且相对稳定的沉积环境,不同储层类型的水合物赋存状态不同;根据W19井天然气水合物岩性、物性及天然气水合物赋存状态等特征,将神狐海域水合物储层分为有孔虫控制型、石英控制型及黏土控制型.该研究可为海洋天然气水合物储层的勘探提供地质依据及理论指导.【期刊名称】《特种油气藏》【年(卷),期】2019(026)003【总页数】6页(P24-29)【关键词】储层评价;岩性特征;粒度特征;W19井;神狐海域【作者】石思思;陈星州;马健;孙玉梅;孙超业【作者单位】北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京 100871;北京大学石油与天然气研究中心,北京 100871;中国石油辽河油田分公司,辽宁盘锦124010;北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京 100871;北京大学石油与天然气研究中心,北京 100871;石家庄铁路职业技术学院,河北石家庄 050047;中国石油辽河油田分公司,辽宁盘锦 124010【正文语种】中文【中图分类】TE122.20 引言天然气水合物(以下简称水合物)是由气体分子和水分子组成的似冰状固态结晶物质，由于其巨大的地质储量和清洁无污染的特点，被视为未来最有前途的替代能源[1]，主要分布在深海海洋沉积物中[2]。

布莱克海岭水合物产出区沉积物粒度由于受到微化石含量的影响整体偏粗[3]；大洋钻探204航次钻遇的绝大多数水合物储存在粗粒沉积地层中[4]；墨西哥湾Alaminos Canyon Block 818站位水合物层孔隙度高达0.30%[5]；麦肯齐三角洲的Mallik L-38井观察到的水合物存在于松散的沙石中[6]。

南海神狐海域天然气水合物样品的基本特征刘昌岭;业渝光;孟庆国;贺行良;陈强;胡高伟【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2012(000)005【摘要】我国于2007年在南海神狐海域成功地钻获了天然气水合物样品.为了深入了解这些样品的结构、气体组成及饱和度等基本特征，在实验室内采用不同的技术手段对其进行了系列的分析测试研究，主要包括水合物结构鉴定、气体组分分析、含气量及饱和度计算等.结果表明，南海神狐海域水合物是典型的 I 型结构，主要组成气体是甲烷，占99.3%以上；甲烷分子在大笼的占有率99%以上，在小笼中86%左右，水合指数5.99.沉积物中水合物的饱和度为21%左右，低于野外观测的数值，主要是由于沉积物岩心样品中存在部分自由水，使测定结果偏低.%10.3969/j.issn.1009-5470.2012.05.001【总页数】5页(P1-5)【作者】刘昌岭;业渝光;孟庆国;贺行良;陈强;胡高伟【作者单位】国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室, 山东青岛 266071; 青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071;国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室, 山东青岛 266071; 青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071;青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071;青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071;青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071;青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】P736.3;P618.13【相关文献】1.南海北部神狐海域浅层深水沉积体对天然气水合物成藏的控制 [J], 杨承志;罗坤文;梁金强;林智轩;张伯达;刘坊;苏明;方允鑫2.南海北部神狐海域天然气水合物成藏系统 [J], 苏丕波;梁金强;张伟;刘坊;王飞飞;李廷微;王笑雪;王力峰3.南海神狐海域天然气水合物全海式开发工程模式 [J], 马小飞4.南海北部神狐海域天然气水合物气源混合类型及定量表征 [J], 孙涛;李清平;丁蓉;李丽霞;樊奇;林青5.南海神狐海域天然气水合物饱和度的数值模拟分析 [J], 孙鲁一;张广旭;王秀娟;靳佳澎;何敏;朱振宇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

神狐钻探区天然气水合物成藏地质条件分析梁永兴;曾溅辉;郭依群;匡增桂【期刊名称】《现代地质》【年(卷),期】2013(027)002【摘要】Based on the theory of gas hydrate geological system, gas hydrate accumulation conditions of Shenhu prospect are studied. The results indicate that there are excellent gaseous hydrocarbon source sub-system and gas-bearing fluid migration sub-system. The gas hydrate in this area is proved to be a mixture of biogenic gas and thermogenic gas and the hydrocarbon potential of the source rock is high; faults, gas chimneys, and detachment surface constitute the dominant migration pathway for the hydrocarbon to migrate horizontally and vertically. Geothermal characteristic and gas hydrate reservoir accumulation sub-system (characteristics of lithology and lithological assemblage) are the main reason why gas hydrate is distributed heterogeneously in all spatial scales in the study area. The lower the temperature of the earth and the geothermal gradient, the coarser the sediment grain is. In addition, the fine-above-coarse-below lithological assemblage is more beneficial for the gas hydrate to accumulate.%以天然气水合物成藏系统理论为指导,对神狐钻探区天然气水合物成藏地质条件进行了系统研究.研究结果表明:神狐钻探区具有优越的烃类生成体系和流体运移体系.天然气水合物气源以生物气-热成因气混合气为主,气源岩生烃潜力大；断层、气烟囱以及断层滑脱面可以为含烃流体在纵向和横向上的运移提供优势运移通道.地温特征和成藏就位体系-沉积物岩性及其岩性组合特征是控制该区水合物层在空间尺度上分布不均匀的主要原因,地温和地温梯度越低,沉积物粒度越粗,且具备“上细下粗”的沉积物岩性组合更有利于水合物的形成.【总页数】10页(P425-434)【作者】梁永兴;曾溅辉;郭依群;匡增桂【作者单位】广州海洋地质调查局海洋矿产地质调查所,广东广州510760【正文语种】中文【中图分类】TE122;TE132.2【相关文献】1.神狐深水海域天然气水合物成藏的气源条件 [J], 苏丕波;梁金强;沙志彬;付少英2.南海北部神狐海域GMGS1和GMGS3钻探区天然气水合物运聚成藏的差异性[J], 张伟;梁金强;何家雄;丛晓荣;苏丕波;林霖;梁劲3.南海北部陆坡流体运移差异性的原因分析——以神狐天然气水合物钻探区和LW3-1井区为例 [J], 乔少华;苏明;杨睿;苏丕波;匡增桂;梁金强;吴能友4.东海陆坡天然气水合物成藏地质条件和BSR反射及成藏类型特征 [J], 许红;李清;蔡瑛;孙和清;闫桂京;魏凯;赵新伟;朱玉瑞;施剑;董刚5.墨西哥湾天然气水合物富集特征与成藏机制——以WR313和GC955研究区为例 [J], 赵克斌;孙长青;郭嘉琪;吴传芝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海神狐海域天然气水合物微观赋存特征的超分辨率CT图像识别李承峰;叶旺全;陈亮;桂斌;郝锡荦;孙建业;张永超;刘乐乐;陈强;郑荣儿【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》【年(卷),期】2024(44)3【摘要】南海神狐海域是我国天然气水合物资源勘探开发的主要目标区之一,2017和2020年先后两次现场试验性开采证实了水合物资源的利用前景。

目前,对该地区含水合物储层的精细评价还有待进一步提升,水合物在沉积物孔隙空间中的微观赋存形态是其中的重要影响因素。

针对水合物微观赋存形态CT图像表征存在的分辨率不足的问题,建立了一种基于自监督学习的数字图像超分辨率重建算法,实现了CT扫描图像空间分辨率的2倍和4倍提升。

在此基础上,对南海神狐海域含水合物沉积物孔隙结构演化规律和水合物微观赋存特征进行了形态表征。

由于南海沉积物中存在大量有孔虫壳体,水合物主要占据有孔虫壳体内部空间并堵塞了空隙间的连通喉道,显著降低了沉积物的气、水渗透能力;然而,水合物未能全部占据整个孔隙空间,仍然会有少量的气体和水残留,气体则主要分布于水合物颗粒内部,而水则主要分布在水合物颗粒表面,上述实验结果对地震、测井等现场勘探数据解释具有一定的指导意义。

【总页数】11页(P149-159)【作者】李承峰;叶旺全;陈亮;桂斌;郝锡荦;孙建业;张永超;刘乐乐;陈强;郑荣儿【作者单位】中国海洋大学信息科学与工程学部;中国地质调查局青岛海洋地质研究所;青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;中国地质调查局舟山海洋地质灾害野外科学观测研究站;自然资源部海洋甲烷监测工程技术创新中心【正文语种】中文【中图分类】P744【相关文献】1.南海神狐海域天然气水合物样品的基本特征2.南中国海神狐海域天然气水合物地震识别及分布特征3.南海神狐海域天然气水合物沉积层的BSR特征与预测方法研究（英文）4.有孔虫对南海神狐海域细粒沉积层中天然气水合物形成及赋存特征的影响5.南海神狐海域天然气水合物储层参数定量评价方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。