祁连山冻土区天然气水合物岩性和分布特征

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木里冻土区天然气水合物形成条件及特征

３６
内蒙古石油化工
２０１３年第１３期
木里冻土区天然气水合物形成条件及特征
张金华，魏伟ｈ，魏兴华，王培
０６５００７）（１．中国石油勘探开发研究院廊坊分院；２．中国石油非常规油气重点实验室，河北廊坊
层厚度等因素的差异必然使木里地区天然气水合物在成藏等方面与极地冻土区天然气水合物存在一定
的不同。１木里水合物形成的影响因素烃源条件、气候条件和冻土条件等共同影响着
在俄罗斯东西伯利亚、西西伯利亚、美国的阿拉斯加、加拿大的麦肯齐三角洲和我国祁连山木里等地区Ｉ，前几个地区位于极地冻土区，其多年冻土厚度
大，最大厚度超过７００ｍ¨ ３］，而中低纬度的木里地区

如果没有烃源或烃源潜力不足。就不可能或很
难形成水合物；同时气源成因关系到天然气水合物
的成藏机制］。木里地区含煤层位为下侏罗统热水组、中侏罗统江仓组和木里组，煤质较齐全＿５，从长
焰煤到无烟煤均能见到，煤的变质作用以深成变质
条件下，气体形成天然气水合物所需的压力明显下降，且丙烷的效果大于乙烷，这表明重烃组分更有利于气体形成天然气水合物。已有钻探及研究也表明木里地区具有较丰富气源，其中按１ＯＯ烃类气体汁算，木里聚乎更一井田３３号孔气体组分主要包括９６．６甲烷、３．３乙烷、０．１丙烷；ＤＫ一２号孔气体组分主要包括６２．Ｏ６甲烷、９．１７乙烷、２２．７５丙烷、３．１５异丁烷、２．８６正丁烷］。两个钻孔的气体成分以甲烷为主，此外还含有较高的乙烷、丙烷等重烃组分，这也是木里地区能够形成天然气

祁连山中东部的冻土特征(Ⅱ)：多年冻土特征

一
１５℃）．和不稳定型（．～一０５℃）０５．，过渡型冻
土基本处于连续多年冻土区内，以及岛状冻土区内
些测温孔深度达不到１Ｉ有些冻土岛冻土层较５Ｉ，Ｔ
高山、口地段，而各冻土岛均属于不稳定型．垭
多年冻土年是在特定地域的特殊外界条件下地气热量交换的产物，冻土地温、厚度等性第３９期２００７年６月
冰川冻土
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＬＡＣＩＯＧＹＯＬＡＮＤＧＥＯＣＲＹＯＬＯＧＹ
Ｖｏ１９Ｎｏ．．２３
Ｊｎ０７ｕ．２０
文章编号：１０ —２０２０）３０２ —７０００４（０７０ —４６０
薄，１￣１在０５ｍ深度上取值可能为正值，造成取值深度标准不一致；）０ｍ深度处地温与真正的年平２１
均地温差值很小，为是合适的．认
的分布地域具有一致性．连山多年冻土平均地温祁
与其分布相对应，呈现出明显的高度地带性，１表列出了几个典型钻孔地温资料（温孔位置见图测１．比表中数据，以发现，定地温的主导因）对可决
海拔越高，温越低，度亦越厚．平均地温、度与纬度、经度关系不明显，可能与工作范围较小地厚年厚有关．比分析了地表植被、地层岩性、土层含水（）等局域性（地带性）素对冻土年平均地温的对冰量非因影响，现腐殖层较厚，下伏细粒土层，较高的含水（）对保持多年冻土较低的温度有利．述了冻发冰量阐土厚度的变化及其影响因素．前人工作比较，析冻土层钻孔测温曲线，现该地区多年冻土正处于与分发

祁连山冻土区含天然气水合物层段的油气显示现象

，
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｆｏＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅ￣ｉｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｆｏＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｇｆａｎｇ，Ｈｅｂｅｉ０６５０００，Ｃｈｉｎａ）
关键词：油气显示；天然气水合物；祁连山冻土；青海
中图分类号：ＴＥｌ３２．２文献标志码：Ａ文章编号：１０００— ８５２７（２０１３）０１— ０２３１ — ０８
ＯｉｌａｎｄＧａｓＩｎｄｉｃａｔｉｏｎｓａｔＧａｓＨｙｄｒａｔｅ－ｂｅａｒｉｎｇＩｎｔｅｒｖａｌｓｉｎ
ｆｒｏｓｔ．Ｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ－ｂｅａｒｉｎｇｃｏｒｅｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｒｅｓｅｒｖｏｉｒｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ａｎｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｅｆｌｄｏｂｓｅｖａｒｔｉｏｎｏｆｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｎａｔｕｒｅｏｆｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｉｒｐｏｓｓｉｂｌｅｉｎｄｉｃａ－ｔｉｖｅｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｇａｓｈｙｄｒａｔｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｉｅｆｌｄ－ｏｂｓｅｒｖｅｄｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎａｓｕｃｈａｓｖａ —

祁连山中东部的冻土特征(Ⅰ)：多年冻土分布

维普资讯
第２９卷第３期２００７年６月
冰
川冻Ｉ
土
Ｖｏ．９Ｎｏ３Ｉ２．
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＬＡＣＩＯＬＯＧＹＡＮＤＧＥＯＣＲＹＯＬＯＧＹ
Ｊｎ２００７ｕ．
文章编号：０００４（０７０ — ４８０１０ —２０２０）３０１ —８
２００４年４～７月，青海省交通厅 Байду номын сангаас要求，中应
国科学院寒区旱区环境与工程研究所会同青海省公
路勘测设计研究院，海北、海西地区横贯祁连山对公路沿线冻土分布做了一次规模较大的勘察工作（１，察路线从西起包括天俊一木里一江仓一图）勘热水县级公路，水一祁连，盘坡一大通河桥省级热公路以及西宁一张掖２７国道（坡一扁都口段）２盘．
祁连山中东部的冻土特征（：工）
多年冻土分布
吴吉春，盛煜，于晖，李金平
（国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，肃兰州７００）中甘３００
摘要：连山地区地势高耸，气候严寒，缘现象广布，类冰缘现象受地形与水分条件的控制，分祁冰各布具有明显的规律性．祁连山多年冻土属青藏冻土区，尔金山一祁连山亚区，分布在海拔３４０ｍ以阿０上的高山、地、盆地中．多年冻土分布具有明显的高度地带性，高度增加，土分布呈现出季节冻谷随冻土一岛状冻土一续冻土更替，同时，年冻土下界高程与经度明显相关，自西向东表现出下降趋势，连多下降率约为每经度１０ｍ，一变化与降水在东西方向的变化有关．山区微气候因素复杂多变，造成了５这也冻土分布的复杂性，地因素对冻土分布影响显著，比分析了坡向，被与水分、性，季节性积雪局对植岩等诸因素对多年冻土分布的影响．关键词：祁连山；多年冻土；冰缘现象；土分布冻

综述天然气水合物分离

西南石油大学天然气水合物的开采分离方法综述一、课题国内外现状天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。

形成天然气水合物有三个基本条件：温度、压力和原材料。

一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。

因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%，燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。

目前，30多个国家和地区已经进行“可燃冰”的研究与调查勘探，最近两年开采试验取得较大进展。

我国计划于2015年在中国海域实施天然气水合物的钻探工程，将有力推动中国“可燃冰”勘探与开发的进程。

日本2013年3月12日成功从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷，成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。

日本希望2018年开发出成熟技术，实现大规模商业化生产。

采掘试验由日本经济产业省属下的石油天然气金属矿物资源机构实施。

该机构利用地球深处探测船“地球”号，从爱知县渥美半岛附近约1000米的海底挖入330米，到达可燃冰层后，通过把可燃冰中的水分抽出降低其压力，使水和甲烷分离，然后提取出甲烷，整个过程约用了4小时。

因从20 世纪80 年代开始，美、英、德、加等发达国家纷纷投入巨资相继开展了本土和国际海底天然气水合物的调查研究和评价工作，同时美、加、印度等国已经制定了勘查和开发天然气水合物的国家计划。

特别是日本和印度，在勘查和开发天然气水合物的能力方面已处于领先地位。

世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。

产业洞察网《可燃冰市场调研与发展趋势研究报告》显示1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。

青藏高原湿地冻土区活动层甲烷排放特征

青藏高原湿地冻土区活动层甲烷排放特征张富贵;张舜尧;唐瑞玲;王惠艳;杨志斌;周亚龙;孙忠军【摘要】青藏高原作为地球陆地碳循环系统的重要组成部分,一直是科学家和环保工作者关注的热点,天然气水合物的发现是否会引发环境和地质灾害再次引起科学家甚至政府部门的重视.本文选用甲烷通量、近地表大气甲烷浓度、土壤甲烷浓度和甲烷稳定碳同位素为监测指标,以祁连山天然气水合物试采区为研究区,开展甲烷排放监测.结果表明:①祁连山高寒草原、高寒草甸区甲烷排放具有季节性变化和区域分布特点,最大排放值为19.2mg/m2·h,最大吸收值为-108 mg/m2·h,表现出巨大的碳汇潜力,对青藏高原碳循环具有重要意义;②甲烷碳同位素显示冻土区活动层大量存在微生物,10～30 cm甲烷主要微生物成因,微生物活跃期在夏季,冬季则减弱,微生物的代谢影响着甲烷的氧化和产生,嗜甲烷菌的存在对甲烷的排放起很大的控制作用;③试采前后近地表大气甲烷含量没有出现“爆炸式”增长,这与研究区天然气水合物的赋存状态和储量及试采方式有关;④甲烷排放受多种因素的影响,应加强对土壤温度、土壤湿度和pH值等因素的进一步研究.%As an important part of the earth's terrestrial carbon cycle,the Tibetan Plateau has become a hot place of warmhouse gas emission.The effect of gas hydrate exploration on ecological environment deserves much attention.In this paper,the authors studied the flux and isotope of subsurface methane in gas hydrate area of the Qilian Mountain.Some conclusions have been reached:1.Methane emission from alpine steppe and alpine meadow shows seasonal features.The maximum emission value is 19.2 mg/m2 · h and the maximum absorption value is-108 mg/m2 · h,demonstrating the role of carbon sink.2.Methane isotope data show that there exist a large number ofmicroorganisms in the active layer of permafrost region.The methane in 10 ～ 30cm is the cause of microorganism,which is relatively active in summer and inactive in winner.The metabolic process of microorganism changes the oxidation-reduction of methane,and bacteria addicted to methane leads to the emission of methane.3.As for the occurrence state of gas hydrate and the way of exploration,the phenomenon of blast increase of methane in near-surface atmosphere does not appear.4.The emission of methane is influenced by many factors,and hence the study of temperature,moisture and PH value of soil needs further research.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2017(041)006【总页数】10页(P1027-1036)【关键词】天然气水合物;甲烷排放;环境效应;冻土区;青藏高原【作者】张富贵;张舜尧;唐瑞玲;王惠艳;杨志斌;周亚龙;孙忠军【作者单位】中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室,河北廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室,河北廊坊065000;成都理工大学地球科学学院,四川成都 610000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室,河北廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室,河北廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室,河北廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】P632青藏高原是世界上最大的低纬度湿地冻土区，多年冻土面积约150万km2，占世界多年冻土面积的7%[1]，湿地面积13.19万km2，占世界湿地面积的1.5%，由于其独特的气候特征，形成了世界上独一无二的高原湿地生态系统，成为地球陆地碳循环系统的重要组成部分[2]。

祁连山冻土区天然气水合物现场识别方法

ｄｒａｔｅ，ｃｏｒｉｎｇａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｇａｓｈｙｄｒａｔｅ — ｂｅａｒｉｎｇｃｏｒｅｓｒｅｍａｉｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｏｌｓｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙａｎｄｉｎｆｅｒｈｙ —
关键词地质学；现场识别方法；天然气水合物；冻土区；祁连山
中图分类号：Ｐ６１８．１３
文献标志码：Ａ
ＧａｓｈｙｄｒａｔｅｆｉｅｌｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎＱｉｌｉａｎＭｏｕｎｔａｉｎｐｅｒｍａｆｒｏｓｔ
（１ＯｉｌａｎｄＧａｓＳｕｒｖｅｙ，ＣｈｉｎａＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｖｅｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ
在程中，探索性地总结出适用于冻土区的天然气水合物现场识别方法，主要包括肉眼观
测、孑Ｌ口气涌观测、岩芯红外测温、岩芯裂隙孔隙水盐度测定、岩芯气体解析与组分测定和岩芯次生构造与伴生矿物鉴别等方法。利用该套现场识别方法和随钻岩芯编录，有效地查明了祁连山冻土区天然气水合物在岩芯中的产状和分布特征，为该区天然气水合物资源评价和试开采试验提供了重要依据。

冻土区——天然气水合物形成的“风水宝地

冻土区——天然气水合物形成的“风水宝地作者：达瑞来源：《石油知识》 2013年第4期达瑞随着非常规能源的需求量与日俱增的压力，人们致力于石油天然气替代能源的步伐也迅速加快。

天然气水合物的研究进展尤速。

大量的研究证实，在海洋深部和陆地的永冻带是天然气水合物形成、聚集的“风水宝地”。

相比之下，陆地的天然气水合物的勘探开发难度要低一些，人们对它们的研究也就更详细。

陆上极地环境天然气水合物的特征与永冻带密切相关。

一般认为，自从上新世（距今约1.88Ma）以来的热条件导致了永冻带的形成和天然气水合物的持续存在。

现代地图表明，北半球大约20%的土地被永冻带所覆盖。

地质学研究和关于海底条件的热力学建模也表明在北极海的大陆架内可能存在永冻带和天然气水合物。

在更新世的多次冰期时期，从北极的地面区域到大陆架当今水深120m处之内的广大范围内的温度条件都非常适宜永冻带和天然气水合物“遗留”下来。

实际上，陆上近岸处的天然气水合物仅仅能与永冻带紧密相存。

未来能源——天然气水合物19世纪20年代早期，在英格兰工作的JohnFaraday就开始了对新发现的天然气和氯气的研究。

在他的实验中，当温度下降至“寒冷的气候条件”时，气态氯和水就形成了固态的氯水合物。

Faraday实验室里生成的这种“奇物”以水为主分子，氯是外来分子。

这些创新性合成实验可以称为世界上最早的生成联合化合物的报道，即我们现在所知的天然气水合物的合成报道。

氯水合物依然被认为是一种实验室产物，其部分原因在于它形成的限制性条件可以通过实验室技术进行验证。

许多分子在特定条件下都可以形成水合物，一般以各种笼形包含物的形式存在。

这些笼形水合物是“化学”性的，具有独特的非键合性质，科学家们对它们的研究大约已经延续了二百年。

在20世纪30～40年代，在自然环境中，天然气在工业管线中往往会形成像蜡一样的硬壳结晶而发生堵塞，这种情况在较冷区域尤甚。

这种管线的结晶物质常常十分稳定而且即使在冬季的温度和压力环境下，也会给油气工业造成经济损失。

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收稿日期：2011-08-31；修订日期：2011-09-22资助项目：国家自然科学基金项目《祁连山冻土区天然气水合物成藏体系中“裂隙型”铁硫化物成因及其指示意义》（批准号：41102021）、中央级公益性科研院所基本科研业务费项目《祁连山冻土区天然气水合物体系中铁硫化物特征及其意义》（编号：K1005）和中国地质调查局地质调查项目《青藏高原冻土带天然气水合物调查评价》（编号：1212010818055）作者简介：王平康（1982-），男，硕士，研究实习员，从事沉积学与天然气水合物研究。

E-mail ：wangpk@地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA第30卷第12期2011年12月Vol．30，No．12Dec.，2011天然气水合物是由分子质量较低的气体（如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氮气等）在一定温压条件下与水形成的一种内含笼形结构的固态类冰状物质。

自然界中，它所包含的气体分子以甲烷为主，故又称为甲烷水合物。

天然气水合物具有巨大的储气能力，单位体积的天然气水合物在常温常压下可以释放出150~180单位体积的天然气[1]。

天然气水合物作为一种“非传统”能源，主要赋存于极区的永冻层、祁连山冻土区天然气水合物岩性和分布特征王平康，祝有海，卢振权，郭星旺，黄霞WANG Ping-kang,ZHU You-hai,LU Zhen-quan,GUO Xing-wang,HUANG Xia中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037，China摘要：2008~2009年实施的“祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程”，已完成DK-1、DK-2、DK-3和DK-4孔的钻探任务。

施工期间多次钻获天然气水合物实物样品，证实祁连山冻土区存在天然气水合物。

祁连山冻土区天然气水合物主要以裂隙型和孔隙型2种状态产出。

基于天然气水合物存在的10个方面的特征，认为天然气水合物赋存层位主要为中侏罗统江仓组，产于冻土层之下，主要储集于133.0~396.0m 区间，储集层岩性多以粉砂岩、油页岩、泥岩和细砂岩为主，含少量中砂岩。

钻孔中天然气水合物纵向分布不具有连续性，钻孔间横向分布规律不明显。

岩石质量指标(RQD)统计结果显示，RQD 低值区与天然气水合物储集层段具有较好的一致性，表明裂缝系统对于该区天然气水合物的分布具有重要的控制作用。

关键词：天然气水合物；冻土区；祁连山；分布特征；裂缝系统中图分类号：P618.13文献标志码：A文章编号：1671-2552(2011)12-1839-12Wang P K,Zhu Y H,Lu Z Q,Guo X W,Huang X.Gas hydrate in the Qilian Mountain permafrost and its distribution characteristics.Geological Bulletin of China,2011,30(12):1839-1850Abstract:The Scientific Drilling Project of Gas Hydrate in Qilian Mountain permafrost ，which covered the Juhugeng ore district of the Muli coalfield within Tianjun County,Qinghai Province,was implemented during 2008-2009.Four scientific drilling holes,i.e.,DK-1,DK-2,DK-3and DK-4had been completed.The gas hydrate samples recovered from drillings have confirmed the existence of gas hydrate in Qilian Mountain permafrost.The drilling results show that "fracture-filling"and "pore-filling"are the main gas hy -drate types existent in the permafrost.Based on a study of ten aspects of gas hydrate characteristics,the authors consider that gas hy -drates mainly occur in Middle Jurassic Jiangcang Formation and hosted under the permafrost zone in the 133.0~396.0m interval.The reservoir rocks of gas hydrate are composed of siltstone,oil shale,mudstone,fine sandstone and a small amount of medium-grained sandstone.Vertical distribution of gas hydrate does not show continuity in individual holes,and lateral distribution is not apparent.Statistics of Rock Quality Designation Index （RQD ）for cores show that the RQD lower value zone together with the gas hydrate reservoir segment has fairly good consistency.It is thus concluded that the fracture system plays an important role in the control of the distribution of gas hydrate in this area.Key words:gas hydrate;permafrost;Qilian Mountain;distribution characteristics;fracture system地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2011年陆缘深水海域地层和一些深水湖泊底部沉积物中。

一般认为全球天然气水合物中所含的天然气资源量远远超过全球已探明的天然气储量[2]。

天然气水合物因能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅，被视为21世纪的一种潜在能源。

自20世纪60年代前苏联发现世界上第一个天然气水合物矿藏（Messoyakha气田）以来，美国、日本、德国、加拿大、印度、韩国、中国等均已投入巨资进行天然气水合物的调查与开发技术的研发[3-4]。

据统计，全球已有220多个天然气水合物矿藏被发现[3]。

2002年，加拿大马更些冻土区天然气水合物的成功试开采，给新能源利用带来了曙光。

多年冻土区年平均地温低，可为天然气水合物形成提供适宜的温压条件和良好的圈闭作用。

国外研究表明，冻土区天然气水合物主要分布于俄罗斯、美国、加拿大等国的高纬度环北冰洋冻土区[5-8]。

中国祁连山冻土区地处青藏高原北缘，以山地多年冻土为主，连续冻土区的年平均地表温度为1.5~-2.4℃，冻土层厚度为50~139m[9]。

祝有海等[10]通过分析祁连山木里地区钻孔的气体组分、年平均地表温度、冻土层厚度、地温梯度等数据，认为祁连山木里地区具备形成天然气水合物的温压条件。

2008~2009年，在中国地质调查局组织下，中国地质科学院矿产资源研究所、勘探技术研究所和青海煤炭地质105勘探队等单位，在祁连山木里地区实施了“祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程”，已完成DK-1、DK-2、DK-3和DK-4孔的钻探任务。

施工期间多次钻获天然气水合物实物样品，证实祁连山冻土区存在天然气水合物，使得中国成为第一个在中纬度高山冻土区发现天然气水合物的国家。

与极地多年冻土区相比，祁连山冻土区冻土层较薄，且地处青藏高原北部，长期处于古欧亚大陆的边缘活动带，受构造作用影响明显，加之受储集岩性和成藏气源的影响，该区天然气水合物的产出和分布具有一定的特殊性。

本文以岩心观测资料为基础，对DK-1、DK-2、DK-3和DK-4孔天然气水合物的产出状态、赋存层位和储集岩性特征进行总结，探讨裂缝系统对天然气水合物分布的控制作用，为进一步认识该区天然气水合物的分布规律提供依据。

1区域地质背景祁连山地处青藏高原北部，主要位于青海、甘肃两省区的毗邻地带，是华北板块西南部的加里东褶皱带，夹于阿拉善、柴达木2个地块之间。

其大地构造单元一般划分为北祁连构造带、中祁连陆块和南祁连构造带三大构造单元，3个单元之间及其两侧依次被北祁连北缘、中祁连北缘、中祁连南缘、土尔根达坂山-宗务农山－青海湖南缘4条断裂所分割（图1-A）。

震旦纪以来，祁连山先后经历了大陆裂谷阶段（震旦纪—中寒武世）、洋底扩张及沟弧盆体系阶段（晚寒武世—中奥陶世）、造山阶段（中奥陶世之后分别经历了俯冲造山、碰撞造山和陆内造山作用）等演化阶段，形成了现今的地质构造格局[13]。

祁连山木里含煤盆地位于青海省北部高寒地区，青海湖以北、祁连山南麓的狭长区域内，海拔4100~4300m，年平均气温－5.1℃。

煤田范围内多年冻土层广泛发育，冻土层呈岛状分布，平均厚度80m，相当一部分地区多年冻土层厚度大于100m[14]。

盆地在地质上为北祁连深大断裂体系在燕山期再度复活形成的一个裂堑式断陷盆地，大地构造位置位于中祁连与南祁连2个构造单元间的坳陷区内（图1－A）。

由于构造作用和盆地演化，该盆地自下而上发育4套烃源岩系：石炭系暗色泥（灰）岩、下二叠统草地沟组暗色灰岩、上三叠统尕勒得寺组暗色泥岩、侏罗系暗色泥页岩[15]，并普遍缺失上白垩统和古近系（图2）。

侏罗系含煤岩系是木里煤田主要的勘探开采层位，煤田主体包括聚乎更矿区、弧山矿区、江仓矿区、热水矿区等，呈NWW—SEE向斜列展布。

“祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程”研究区地处青海省天峻县木里镇境内，位于木里煤田聚乎更矿区。

矿区总体上为一复式背斜构造，由1个大背斜和2个小向斜组成，其中北向斜分布有三井田、二井田和一露天3个井田，南向斜由四井田、一井田、三露天和二露天组成。