海底天然气渗漏系统演化特征及对形成水合物的影响

通过天然气沉淀水合物的动力学模拟计算,研究了墨西哥湾GC185区BushHill海底天然气渗漏系统的演化特征及对水合物沉淀的影响。渗漏早期,天然气渗漏速度大(q>18.4kg/m2a),海底沉积以泥火山为主,渗漏天然气具有与气源天然气几乎一致的组成,形成的水合物具有最重的天然气成分。渗漏晚期,天然气渗漏速度很慢(q<0.55kg/m2a),在海底附近没有水合物沉淀,主要以冷泉碳酸盐岩发育为主,水合物产于海底之下一定深度的沉积层中。介于二者间的渗漏中期(q:0.55～18.4kg/m2a),海底发育水合物、自养生物群为特征,渗漏速度控制了水合物和渗漏天然气的组成及沉淀水合物的天然气比例。BushHill渗漏系统近10年的深潜重复采样显示,渗漏天然气和水合物天然气的化学组成在时空上是多变的,相对应的渗漏速度在时间上的变化约为3倍,在空间上的变化近2个数量级。

海底天然气渗漏系统水合物成藏过程及控制因素

在海底天然气渗漏系统沉淀水合物的动力学基础上,建立了水合物沉淀与分解的化学动力学模型。应用该模型分析了美国墨西哥湾布什山天然气渗漏系统水合物的成藏过程,探讨了水合物沉淀、稳定性影响因素。在渗漏通量为每年400kg·m-2的单个通道中,约需425a才能导致水合物稳定带沉积层约30%孔隙完全被水合物充填,渗漏通道被堵塞,沉淀的水合物在剖面上从稳定带底部向海底趋于富C3+C4。在渗漏通道天然气流量由弱到强再到弱的演化过程中,渗漏速度增大过程中形成的水合物在渗漏速度减小过程中将分解,总量约10%的水合物将被分解。如果分解产生的天然气可快速迁移出渗漏系统,海底温度的升高可引起约40%的水合物在20d内分解,并导致海底渗漏速度的急剧增大。

一套模拟渗漏型天然气水合物形成与分解的实验系统

目前用于研究海底渗漏型天然气水合物(以下简称水合物)形成与分解动力学特征的实验装置和实验系统非常少,且普遍不具备大的反应空间和适合海底的高压环境,更不能提供与反应空间匹配的气体流通量范围。为此,设计了一套模拟渗漏体系里气体移动并在可视化分段、分相环境下形成水合物的综合实验系统,整套实验装置由5个部分组成:①反应系统,主要是可视化大容积高压透明反应釜;②与反应釜连接、并为反应釜提供所需压力的供气系统;③为反应釜提供所需温度和湿度的温控系统;④与反应釜连接并为其提供真空环境和保证气体顺利循环的动力系统;⑤与反应釜连接,实时采集温度、压力、电阻率、压差和流量数据并记录处理数据,观测试验进行的数据采集系统。实验结果表明,该实验系统能获得准确可靠的各种数据(气体流量、压差和电阻率等),可以模拟不同流通量和压差下水合物形成与分解的过程,为实际海底类似条件的水合物研究提供实验数据和理论参考。

海底天然气渗漏系统水合物成藏动力学及其资源评价方法

根据海底天然气渗漏系统沉淀水合物的动力学模型,计算了海底渗漏系统中渗漏天然气沉淀为水合物的比例。如果BushHill渗漏系统海底水合物或喷溢天然气的化学组成是渗漏系统气源天然气通过沉淀水合物转变而成,则需要约3. 3% ~21. 7% (平均12. 9% )的渗漏天然气在海底沉淀为水合物。结合渗漏系统的活动时间(1万年)和天然气流量(800t/a),沉淀在墨西哥湾GC185区BushHill渗漏系统中的水合物天然气资源为0. 37×109 ~2. 43×109 m3,平均为1. 45×109 m3,与体积和含量评价方法获得的结果基本一致。

松辽盆地北部深层含气系统演化及对天然气成藏与分布的控制作用

利用盖层、源岩及其空间分布特征,将松辽盆地北部深层划分为沙河子组、营城组—登二段和登二段—泉一、泉二段及沙河子组、营城组—泉一、泉二段3个含气系统。由气源岩排气史和盖层封闭性形成史研究得知,沙河子组、营城组—登二段含气系统开始形成于登三段沉积末期,而登二段—泉一、泉二段和沙河子组、营城组—泉一、泉二段2个含气系统均开始形成于泉一、泉二段沉积末期。由断层活动史研究表明,松辽盆地北部深层3个含气系统在泉头组沉积末期—青山口组沉积时期、嫩江组沉积末期、明水组沉积末期和下第三系沉积末期均发生上扩和下延,使其天然气运聚成藏的空间范围增大,造成天然气运聚出现“多源一层”和“一源多层”的分布模式,不同地质时期出现不同的天然气成藏范围和类型。

IODP311航次底栖有孔虫碳稳定同位素对天然气水合物地质系统的指示

为了探索海洋天然气水合物背景下有孔虫特征的响应,对综合大洋钻探计划(IODP)311航次岩芯沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana进行了初步研究。通过对冷泉站位U1328和毗邻的非冷泉站位U1327沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Buliminamexicana的显微形貌特征和碳、氧稳定同位素测试等,证实有孔虫壳体未受到后期成岩作用的改造和自生碳酸盐岩的交代影响,有孔虫壳体的碳稳定同位素呈现明显的负偏。其中U1327站位中U.peregrinaδ13C为-0.67‰^-2.75‰(PDB),B.mexicanaδ13C为-0.51‰^-1.52‰(PDB);U1328站位中U.peregrinaδ13C为-0.72‰^-2.71‰(PDB),B.mexicanaδ13C为-0.58‰^-1.45‰(PDB)。底栖有孔虫壳体的碳稳定同位素负偏成因可能与水合物不稳定分解释放的甲烷厌氧氧化作用和食物源有关,因而可较好地指示海底天然气水合物系统地质背景。

西南巴伦支海海底天然气渗漏的地球物理-地球化学标志及其成因机制

在大量文献资料综合分析的基础上,系统归纳了西南巴伦支海浅层气渗漏的地质、地球物理以及地球化学判识标志,探讨了该区浅层天然气渗流的主控因素和成因机制。认为该区天然气渗流现象分布广泛,表现形式多样,包括麻坑、浅层气和水合物成藏(BSR)、气烟囱、沿断裂的流体渗漏以及其他相关特征;其气源主要来自下伏含油气系统,其分布主要受控于沟通深部富烃层系的深大断裂,晚上新世—更新世期间的冰川旋回作用、构造均衡抬升和剥蚀是其主要诱发机制。

海洋渗漏型天然气水合物开采的新模式

针对海洋渗漏型天然气水合物含量高、成藏浅、产出集中的特点，结合深海开采金属锰结核的方法。提出了一种全新的水合物开采模式，即用水力法提升水舍物。同时对该种方法的能量效率和产量进行了简单的评估。模型计算表明，该种开采方法具有产量大、能耗低的优点，在提升海底1000m的水合物时，即使水合物含量低至20％，其能量效率仍可高达60，远远高于注热开采的7-12的能量效率。

海洋渗漏型天然气水合物气力提升特性模型分析

运用多相流体动力学理论,建立了气力提升开采海洋渗漏型天然气水合物系统工艺参数的数学分析模型。结合实际水合物藏开采条件,分析了气力提升系统主要工艺参数之间的关系及对提升动态特性的影响规律。在此基础上,对气力提升方法的能量效率进行了计算评估。计算结果表明,该种开采方法的能量效率远高于传统的注热开采方法。

基于系统动力学的城市天然气管道脆弱性分析

为保障城市天然气管道的安全运行,采用系统动力学方法构建城市天然气管道脆弱性评估模型。通过系统识别和梳理影响城市天然气管道脆弱性因素,建立城市天然气管道失效连锁事故演化模型;确定系统动力学仿真参数,建立城市天然气管道脆弱性系统动力学模型;改变管理系统、设备系统和人员系统的投入比,运用模糊综合评价和动态模拟,以暴露度、敏感度和适应度3个指标描述系统脆弱性变化情况,实现城市天然气管道脆弱性的动态分析。研究结果表明:城市天然气管道管理系统和设备系统对系统脆弱性影响程度相对较高,加大管理系统投入能够有效降低系统暴露度、提高系统适应度;加大管理系统与设备系统投入能够有效降低系统敏感度。研究结果有助于制定合理侧重的分配投入比,对降低城市天然气管道系统脆弱性具有一定的现实意义。

长岭地区深层复式含油气系统演化

长岭地区自晚侏罗纪以来经历了 3个发展阶段 ,形成了 3个已知含油气系统。深层含油气系统的烃源岩为沙河子组、营城组和登娄库组暗色湖相泥岩 ,现今为高熟过熟阶段 ,青山口组为区域盖层 ,其总体特征为正常充注侧向排烃高阻抗含油气系统 ,成藏关键时刻在明水组末期。不整合面上、下多期复合型圈闭和早期形成、晚期末遭受破坏的圈闭是深层天然气成藏的有利场所。

基于SD的天然气管道人员密集型高后果区小孔泄漏事故仿真

基于天然气管道泄漏事故特征、天然气管道小孔泄漏速率模型及事故伤害模型,针对特定高后果区实际工况及人员分布特征建立系统动力学模型,研究在应急响应时间变化干预下事故后果的动态变化。建立了人员死亡系数计算模型并运用Vensim_PLE软件对特定高后果区进行仿真分析,得出不同泄漏孔径下的泄漏速率、泄漏量随时间的变化趋势;不同演化事故的人员死亡人数及综合死亡人数的变化规律。通过应急响应时间参数的调节最终得出该高后果区小孔泄漏事故零死亡的最短应急时间,为高后果区安全管理提供科学的决策支撑。

ProBases二维盆地模拟评价系统在崖13—1气田区的应用

ProBases二维盆地模拟评价系统为多功能综合盆地模拟评价系统，其模拟过程藕合了断层生长作用、沉积作用、压实作用、流体流动、烃类生成和运移以及地壳均衡作用、岩石圈减薄和热流作用等。对比评价区实际井的实测资料（如温度、Ro、压力等），可以检验模拟结果。通过在崖13－1气田区实际应用，探讨了盆地构造和地壳结构演化特点以及温度场和压力场的分布特征，认为崖13－1气田天然气是双源的：莺歌海盆地上第三系烃源层生成的天然气为其主要来源，琼东南盆地崖南凹陷下第三系烃源层生成的天然气为次要来源。

塔里木盆地油气勘探前景

塔里木盆地是中国石油和天然气资源量都很丰富的沉积盆地。目前探明率尚很低，勘探前景很大。这个盆地具有复杂的多含油气系统，经历了七期构造演化阶段，具有很丰富的海相和陆相烃源岩。由于盆地内沙漠覆盖面积广，周边山区地形复杂，油气层埋藏深，勘探工艺技术要求高，勘探风险性较大。针对盆地的复杂情况提出了下步勘探部署和有利目标区选择的建议。

鄂尔多斯盆地上古生界石千峰组气藏成藏时间

鄂尔多斯盆地的气源主要来自于山西组—太原组的海陆交互相煤系地层，上石盒子组沉积了一套巨厚的泥岩，具有很强的封盖能力，天然气很难穿层运移。近年来，相继在盆地东部的石千峰组地层中发现了一系列次生气藏，该气藏具有较低的压力和压力系数、较轻的天然气组分、较低的含气饱和度和砂体充满度、较小的气藏规模，其形成机理逐步引起了勘探家的关注。本文从流体包裹体均一温度测定出发，结合盆地热演化史，系统分析了鄂尔多斯盆地上古生界各个含气层系的油气充注时间。测试结果得出山西组—石盒子组烃类包裹体均一温度跨度较大，从80～160℃，说明这一时期油气充注是一个持续的过程，时间大约为70～200Ma；而石千峰组烃类包裹体均一温度跨度较短，集中于160℃左右，时间大约为70～100Ma，说明这一时期油气充注是一个瞬间充注的过程。从而也进一步论证了石千峰组气藏具次生气藏的特点。

贵州发现亚洲最大锰矿床

贵州省地矿局103地质大队在位于贵州省铜仁松桃锰矿整装勘查区中的西溪堡重点勘查区新发现普觉（整合）超大型锰矿床，经贵州省国土资源规划勘测研究院评审通过的锰矿（332＋333）详查资源量达1．92亿t，位居亚洲第一。这一发现对于锰矿成矿理论有重大创新。找矿团队发现了新的锰矿床类型、提出了锰矿裂谷盆地古天然气渗漏沉积成矿系统的原创理论，建立了在黔东地区行之有效的、寻找深部隐伏锰矿床的找矿预测模型。

中国地质学会2013年度十大地质科技进展与找矿成果

1．最早的灵长类骨架及简鼻猴类的系统演化2．莺歌海盆地高温高压天然气成藏规律与重大发现3．