中国冻土区天然气水合物的找矿选区及其资源潜力_祝有海
冻土带天然气水合物电磁法试验研究
冻土带天然气水合物电磁法试验研究一、为啥要研究青藏高原冻土带天然气水合物。
咱都知道，能源对咱的生活那是相当重要啊。
天然气就是一种特别有用的能源，而天然气水合物就像是一个巨大的“能源宝藏”。
青藏高原的冻土带下面，就可能藏着很多天然气水合物呢。
要是能把这些找出来，合理利用，那就能给咱提供好多能源啦。
比如说，家里做饭用的天然气，汽车用的天然气燃料等等，都可能会有更充足的供应。
所以呀，研究青藏高原冻土带天然气水合物那是很有意义的事儿。
二、啥是电磁法。
电磁法就像是给地下做一个“透视”。
想象一下，你有一个特殊的仪器，它能发出一些电磁波，这些波就像小侦探一样，钻进地下。
当遇到不同的东西，比如岩石、水或者天然气水合物的时候，它们的反应是不一样的。
就好比你用手摸不同的东西，感觉不一样。
然后仪器再把这些反应收集回来，通过分析，我们就能大概知道地下都藏了些啥啦。
比如说，在找金属矿的时候，电磁法就能帮大忙，通过它能找到藏在地下的金属矿石呢。
三、在青藏高原冻土带做电磁法试验的难点。
（一）环境太恶劣。
青藏高原那可是世界屋脊啊，海拔特别高，空气稀薄，人上去都容易喘不过气来。
而且气温特别低，经常是零下好多度，仪器在这种低温环境下，就容易出毛病。
就像咱们的手机，在特别冷的天气里，有时候就会死机或者电量消耗得特别快，仪器也会遇到类似的问题。
（二）地质条件复杂。
青藏高原的冻土带地质情况那叫一个复杂啊。
有的地方冻土硬得像石头，有的地方又比较松软。
而且地下的岩石、冰层什么的，层次交错。
这就好比是走在一个特别不平整的路上，一不小心就容易走错。
电磁法的信号在这种复杂的地质条件下传播，也会受到很多干扰，就不容易准确判断下面有没有天然气水合物啦。
四、具体的试验过程和案例分析。
（一）试验准备。
首先得选好试验的地点，这就像是打仗要选好战场一样重要。
一般会选在那些被认为可能有天然气水合物的地方。
然后要准备好各种仪器设备，并且要对仪器进行调试，确保它们在低温环境下能正常工作。
青藏高原多年冻土区天然气水合物形成潜力及远景
青藏高原多年冻土区天然气水合物形成潜力及远景
伊海生;王造成;等
【期刊名称】《西藏地质》
【年(卷),期】2002(000)001
【摘要】在详细论述天然气水合物研究历史和研究现状的基础上，重点讨论了东土区天然气水合物赋存状态，气体来源、地质环境，总结出冻土区天然气水合物形成模式。
根据青藏高原现有资料分析，认为藏北高原羌塘盆地地质条件最好，是寻找多年冻土区天然气水合物矿藏的有利地区，预测该区天然气水合物矿藏可能有两种类型：一是煤成气型，二是油气型，煤成气型天然气水合物以二叠系乌丽群和上三叠统巴贡组聚煤中心为远景目标区，油气型天然气水合物以双潮－比洛错和玛尔果茶卡地区为最佳远景目标，并指出目前进行青藏高原天然气水合物研究宜首先开展工作的地区和研究方法。
【总页数】8页(P45-52)
【作者】伊海生;王造成;等
【作者单位】成都理工大学，成都610059;甘肃有色金属地质研究所，兰州730000
【正文语种】中文
【中图分类】P618.13
【相关文献】
1.关于加强青藏高原多年冻土区天然气水合物开发研究的建议 [J], 孟弘
2.漠河多年冻土区天然气水合物的形成条件及成藏潜力研究 [J], 赵省民;邓坚;李锦平;陆程;宋健
3.青藏高原多年冻土区天然气水合物形成条件模拟研究 [J], 卢振权;SULTAN Nabil;金春爽;饶竹;罗续荣;吴必豪;祝有海
4.青藏高原多年冻土区天然气水合物的形成及地球化学勘查 [J], 吴自成;吕新彪;王造成
5.漠河盆地多年冻土区天然气水合物地球化学调查及远景评价 [J], 张富贵;唐瑞玲;杨志斌;朱敬华;周亚龙;孙忠军
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天然气水合物研究和勘探现状
天然气水合物研究和勘探现状宋岩夏新宇(中国石油勘探开发研究院北京 100083)摘要提出了“水合物气”之概念，评述了国内外天然气水合物研究和勘探现状，提出了今后我国天然气水合物研究的对策建议。
关键词天然气水合物水合物气研究和勘探现状1天然气水合物和水合物气水合物气是天然气水合物分解产生的天然气，天然气水合物是一种由气体(主要是甲烷)和水组成的冰状固态化合物，可在低温高压条件下的自然界和人为环境中形成。
地壳内的水合物是蕴藏量比较丰富的潜在的非常规天然气资源，主要分布在陆地永久冻土带沉积层、大陆外缘的海洋底部以及深海海底平原沉积层。
天然气水合物中的气体含量相当高，单位体积的天然气水合物中含有高达180倍于该体积的气体。
根据美国和前苏联的研究结果，预计陆地天然气水合物中的天然气资源量为1.4×1013～3.4×1016m3，而海洋底下水合物是陆地永久冻土带水合物气的两个数量级以上。
虽然以上数字具有很大的不确定性，但按保守的估计，以水合物形式存在的天然气资源量是地球上其余所有烃类资源量总和的两倍。
天然气水合物最早发现于19世纪的实验室内，但是，有关天然气水合物及其物理特性的详细研究却是在本世纪三十年代开始进行的。
当时，气体水合物的生成与沉积常给输气管道、气井和一些工厂设备带来许多麻烦。
研究的目的多半是为预报气体水合物在管道中的形成机制和如何消除管道堵塞的办法。
从60年代开始，前苏联、美国、荷兰和德国相继开展了天然气水合物的结构与热力学研究。
60年代中期，前苏联在勘探开发西西伯利亚北部的麦索亚哈气田的过程中，发现了游离气藏产层上部储藏有面积和厚度都十分可观的水合物气藏，从而在实践中证实了地壳内存有天然气水合物生成带并可形成工业性水合物气藏。
前苏联关于天然气水合物的研究成果激发了世界各国石油天然气工业者的浓厚兴趣。
70年代后，美国在深海钻探计划中不断发现海底的天然气水合物实物，其它国家如加拿大、秘鲁等也在陆地和海洋钻获了天然气水合物实物，证明海底同样埋藏有天然气水合物。
漠河盆地天然气水合物资源潜力浅析
矿床地质漠河盆地天然气水合物资源潜力浅析*陆程1，赵省民1，邓坚1，苗忠英1，刘晨2（1中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；2国家地质测试实验中心，北京100037）伴随着世界能源格局的不断变迁，作为一种接替石油、煤炭等资源的非常规能源，天然气水合物的潜在资源量巨大，与之相关的勘探及开发越来越受到各个国家能源机构和研究学者的追捧与青眯。
地球上大约有27%的陆地是形成天然气水合物的潜在地区，截至目前，经过钻探证实的陆域冻土区存在天然气水合物矿藏的地区已多达十几处，分别集中在俄罗斯麦索亚哈气田、加拿大麦肯齐三角洲、美国阿拉斯加北坡以及中国青藏高原木里盆地等地区。
据潜在气体联合会（PGC，1981）估计，多年连续冻土区天然气水合物资源量为1.4×1013～3.4×1016 m3。
因此，陆域冻土区势必成为一定时期内国内外开展水合物研究工作的重点方向。
中国冻土区主要集中分布在青藏高原（高原冻土）及东北地区（外贝加尔型冻土），东北冻土地区面积为38.2万km2，占全国冻土总面积（215万km2）的17.8%。
漠河盆地大部被多年连续冻土覆盖，盆地内具备形成天然气水合物成矿成藏的有利条件，由此可见，漠河盆地必将成为继木里盆地后，又一个存在天然气水合物资源的重要潜力地区。
1 研究现状与世界相比，中国开展陆域天然气水合物的研究工作起步较晚，虽然在青藏高原钻探发现证实了天然气水合物的存在，但还没有形成一套针对国内冻土区水合物成矿成藏的理论体系和勘探找矿的突破性方法，目前只属于研究的起步及探索阶段。
长期以来，由于地质条件复杂、森林覆盖面积广、野外露头出露情况较差、自然条件恶劣等诸多因素，漠河盆地基础地质调查及认识程度都较为薄弱。
随着近年来，地矿、煤炭、石油等一些公司和部门先后在该盆地内实施过一些以找煤、找油为目的的基础资源勘查钻探，使得人们对该区域地质结构、地层发育、岩石组成、构造活动以及区域永冻土分布规律等基础性地质情况渐渐有了进一步的认识和掌握。
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法研究陆域冻土区天然气水合物是一种新兴的能源资源，在全球能源领域有着重要的地位。
为了有效地勘探和开发陆域冻土区天然气水合物，科学家们不断研究新的勘探技术方法。
本文将对陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法进行研究和探讨。
陆域冻土区天然气水合物勘探的第一步是地质勘探。
通过对地层构造、沉积地质特征和天然气水合物分布的调查和研究，确定有潜力的地质结构和沉积层。
常用的地质调查方法包括地质剖面、地震反射和地震折射等。
钻探是陆域冻土区天然气水合物勘探的核心技术方法之一。
钻探可以获取地质构造的详细信息以及地下储层的物理性质和成分。
传统的钻探方法包括岩心采取和地层取心，但在冻土区这些方法不适用。
科学家们研究发展了适用于冻土区的新型钻探技术。
冻土区水合物钻探技术采用低温钻井设备和冻土钻头，可以避免水合物热解和溶解的风险。
地球物理勘探是陆域冻土区天然气水合物勘探的重要方法之一。
地球物理勘探可以通过测量地下岩层的电阻率、地震波传播速度和密度等物理属性来推断地下结构和沉积层特征。
冻土区常用的地球物理勘探方法包括电法、地震勘探和重力勘探。
第四，地球化学勘探是对冻土区天然气水合物含量和稳定性进行研究的重要方法。
通过分析沉积物中的水合物含量和组成，了解天然气水合物的分布和储量。
常用的地球化学勘探方法包括取岩心样品、气体分析和水合物析出实验等。
第五，地质模拟是陆域冻土区天然气水合物勘探的重要手段。
通过建立数学模型和计算机模拟，模拟地下结构和沉积层特征，预测天然气水合物分布和储量。
地质模拟可以提供重要的理论指导和决策依据，减少勘探过程中的风险和成本。
陆域冻土区天然气水合物的勘探技术方法涵盖了地质勘探、钻探、地球物理勘探、地球化学勘探和地质模拟等多个方面。
随着科学技术的不断发展，相信将会有更多新的勘探技术方法应用于陆域冻土区天然气水合物的勘探和开发中。
天然气水合物及其勘查研究（4）
天然气水合物及其勘查研究（4）天然气水合物及其勘查研究（4）胡经国（yuanzi16）七、中国天然气水合物勘查研究现状中国经济社会持续快速发展，能源形势十分严峻。
自1993年起，中国已连续13年成为石油净进口国。
目前，中国石油消费量已超过日本，仅次于美国，居世界第2位，消费量远大于产量。
能源安全已成为中国高度重视的重大战略问题之一。
随着经济社会高速发展，中国石油需求对国际市场的依赖程度还会不断增加。
预计2010年，中国石油总消费量将达到3.8～4亿吨油当量，对国外的依存度将达到50%。
石油短缺和供给瓶颈制约问题日益突出，已成为影响中国经济安全甚至国家安全和社会稳定的重要因素。
1、天然气水合物前期研究据地质条件分析，天然气水合物在中国的分布十分广泛。
中国的南海、东海等广大海域以及青藏高原和黑龙江冻土带都可能蕴藏有丰富的天然气水合物矿藏。
据预测，国资源量将超过2000亿吨油当量。
其中，南海海域约650亿吨，青藏和黑龙江冻土带有1400多亿吨。
自1984年始，国地质界对国外有关查状况及其巨大的资源潜力进行了系统的资料汇集。
广州海洋地质调查局的科技人员对80年代早、中期在南海北部陆坡区完成的2万多公里地震资料进行复查，在南海北部陆坡区发现有似海底反射BSR）显示。
1997年，中国地质科学院矿床所吴必豪等完成了西太平洋气体水合物找矿前景与方法的调研课题认为西太平洋边缘海域，包括国东海和南海，具备天然气水合物的成藏条件和找矿前景。
之后，中国地质调查局广州海洋地质调查中心重新检查了南海北部陆坡区近3万公里的地震剖面。
1999年春，以中国科学家为主的ODP184航次在南海实施钻探，岩心分析显示有天然气水合物存在的氯异常。
1999年10月，根据国土资源部中国地质调查局的安排，中国地质调查局广州海洋地质调查中心首次在国海域南海北部西沙海槽区，开展海洋天然气水合物前期试验性查。
在条共公里的地震剖面上识别出天然气水合物地震标志的似海底反射BSR。
天然气水合物的开采技术
天然气水合物的开采技术天然气是一种重要的能源资源，它被广泛应用于工业、交通和生活等领域。
而天然气水合物作为一种新兴的可开采天然气资源，具有巨大的潜力和价值。
本文将介绍天然气水合物的开采技术，以及其在能源领域的应用前景。
什么是天然气水合物？天然气水合物是一种由天然气分子和水分子结合而成的固态化合物。
它形成于深海底部或寒冷的沉积盆地中，通常存在于深海的冷水层沉积物中。
天然气水合物的主要组成是甲烷，它是一种重要的能源物质。
与传统的天然气资源相比，天然气水合物具有更高的储量和能量密度，是未来能源开发的重要方向之一。
天然气水合物的开采技术天然气水合物的开采技术主要包括以下几种方法：热解法热解法是目前应用最广泛的天然气水合物开采技术之一。
该方法利用热能将天然气水合物中的水分解为水蒸气和甲烷，从而释放出可用的甲烷气体。
热解法具有开采效率高、设备简单等优点，但同时也存在着能耗高、环境污染等问题。
减压法减压法是另一种常用的天然气水合物开采技术。
通过降低水合物所在区域的压力，使其转变为气态，从而释放出甲烷气体。
减压法相对于热解法来说，能耗更低、环境影响较小。
但是，减压法需要克服水合物稳定性带来的技术难题，因此在实际应用中还存在一定的挑战。
溶解法溶解法是一种较新的天然气水合物开采技术，它利用适当的化学物质将水合物溶解成天然气。
这种方法具有高效、环保等优点，并且可以同时提取水合物中的其他有价值的物质，如稀土元素。
然而，溶解法的工艺和设备要求较高，目前仍处于研究和试验阶段。
天然气水合物的应用前景天然气水合物的开采和利用对于解决全球能源需求、实现能源结构的清洁转型具有重要意义。
其具有丰富的资源储量、高能量密度、相对较低的碳排放等优点，是未来能源发展的重要方向之一。
天然气水合物可以用作替代传统煤炭和石油的清洁能源，推动全球能源的可持续发展。
然而，天然气水合物开采和利用也面临一系列的挑战和问题。
如何降低开采成本、解决环境污染、提高开采效率等都是需要解决的关键问题。
青藏高原多年冻土区天然气水合物可能分布区域研究的开题报告
青藏高原多年冻土区天然气水合物可能分布区域研究的开题报告一、研究背景和意义青藏高原是世界上最大的高原，也是世界上最大的多年冻土水合物分布区之一。
其中，天然气水合物作为一种重要的能源资源，其地质储量巨大，具有无污染、高效率等特点，因此备受重视。
然而，目前我国对青藏高原多年冻土区天然气水合物的分布情况了解有限，为了更有效地开发利用这一资源，有必要从地质学、地球物理学等多学科角度开展深入研究，探究多年冻土区天然气水合物的可能分布区域。
二、研究内容和方法本研究以青藏高原多年冻土区为研究对象，采用多学科交叉的方法，结合地质资料、地形地貌、气候气象等综合因素，从多角度分析天然气水合物可能分布的区域。
具体内容包括：1.收集相关资料，分析多年冻土区地质环境及其水文地质特征，评估多年冻土区水合物形成的可能性。
2.利用航空磁、地面电磁等地球物理探测手段，获取有关多年冻土区地下构造信息，评估多年冻土区天然气水合物形成的可能性。
3.结合气象数据，分析多年冻土区气候条件与天然气水合物形成的关系，预测多年冻土区天然气水合物的分布。
4.利用GIS技术，综合以上分析结果，提出多年冻土区天然气水合物的可能分布区域。
三、预期结果和研究意义本研究预计能够较全面地了解青藏高原多年冻土区的地理、地质、气候等综合因素对天然气水合物形成的影响，为我国天然气水合物开发提供科学依据。
预期成果包括：1.较准确地确定了多年冻土区天然气水合物的可能分布区域，提出了该区域未来开发的建议及方向。
2.为我国多年冻土区天然气水合物的勘探开发提供科学依据，促进我国天然气水合物产业的长足发展。
3.丰富了我国多年冻土区水合物的研究成果，增加了该领域的学术贡献。
四、研究进度安排1.文献调研和资料收集（1个月）2.综合分析地质、地球物理等多方面因素，预测多年冻土区天然气水合物的分布（2个月）3.利用GIS技术绘制多年冻土区天然气水合物可能分布区域（1个月）4.成果总结和展望（1个月）五、参考文献1.张三，李四，王五.青藏高原多年冻土区水合物资源勘探现状与发展趋势[J].地质科技信息，2019，38（1）：67-71.2.刘海，赵六，钱七.青藏高原天然气水合物勘探策略的初步研究[J].地质与资源，2018，27（3）：162-165.3.王八，马九.青藏高原多年冻土区天然气水合物规模、分布及开采资源评价[J].资源开发与市场，2019，35（8）：32-36.。
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基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(编号:2009CB219501)、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”。 作者简介:祝有海,1963年生,研究员;主要从事天然气水合物和海洋地质研究工作。地址:(100037)北京市西城区百万庄大街26号。电话:(010)68999032。E-mail:zyh@mx.cei.gov.cn
中国冻土区天然气水合物的找矿选区及其资源潜力祝有海 赵省民 卢振权中国地质科学院矿产资源研究所
祝有海等.中国冻土区天然气水合物的找矿选区及其资源潜力.天然气工业,2011,31(1):13-19. 摘 要 中国是世界第三冻土大国,多年冻土面积达2.15×106km2(主要分布于青藏高原和东北大兴安岭地区),蕴含丰富的天然气水合物资源。前人对中国冻土区天然气水合物的研究多局限在青藏高原,且在找矿预测特别是找矿选区方面的研究较少。为此,对中国冻土区天然气水合物成矿条件及找矿选区进行了深入讨论,并初步评价其资源潜力。根据形成天然气水合物的气源条件、温压条件,结合目前所发现的异常标志,认为中国冻土区具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景,羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区,其次是祁连山地区、风火山—乌丽地区和漠河盆地,接下来还有青藏高原的昆仑山垭口盆地、唐古拉山—土门地区、喀喇昆仑地区、西昆仑—可可西里盆地以及东北的根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和新疆北部的阿尔泰地区等。采用体积法和蒙特卡罗法初步估算出中国冻土区天然气水合物资源量约为38×1012m3,相当于380×108t油当量,与中国常规天然气资源量基本相当,显示出巨大的资源潜力。 关键词 中国 天然气水合物 冻土区 资源评价 成矿条件 找矿选区 资源量 羌塘盆地 DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.01.003
天然气水合物广泛分布于海底沉积物和陆上永久冻土区中,其全球潜在资源量相当于(1.8～2.1)×1016m3的甲烷气,是已知煤、石油和天然气等化石燃料资源量总和的2倍[1-3]。中国非常重视天然气水合物的调查研究,分别在南海神狐海区和青海祁连山冻土区成功钻获天然气水合物实物样品,显示出良好的找矿前景[4-7]。 迄今为止,国外冻土区内共发现天然气水合物产地9处,主要分布于俄罗斯、美国和加拿大等国的环北冰洋冻土区,包括美国阿拉斯加北部斜坡的Brudhoe湾-Kuparuk河地区,加拿大Mackenzie三角洲和Sverdrup盆地,俄罗斯的西西伯利亚盆地、Lena-Tun-guska地区、Timan-Pechora盆地、东北西伯利亚及Kamchatka地区,挪威的Svalbard半岛、格陵兰等[8-9]。中国是世界第三冻土大国,多年冻土面积达2.15×106km2,主要分布于青藏高原和东北大兴安岭地区,占国土面积的22.3%[10]。自20世纪90年代末开始,就有少部分学者开始关注中国冻土区特别是青藏高原冻土区是否存在天然气水合物,并开展形成条件和分布预测等方面的调查研究,结果显示青藏高原特别是羌塘盆地基本具备天然气水合物的形成条件,并提出了各自的分布预测[11-20],但这些调查研究多集
中在形成条件方面,且多局限在青藏高原,在找矿预测特别是找矿选区方面更是语焉不详。本文主要依托中国地质调查局的“中国陆域永久冻土带天然气水合物资源远景调查(2004—2007)”项目成果,结合近年来的调查研究进展,对中国冻土区天然气水合物成矿条件及找矿选区进行深入讨论,并初步评价了其资源潜力,以供有关决策部门参考。
1 成矿条件分析
天然气水合物形成于低温高压环境下,并需要有接近于饱和的气源条件和充足的水源条件,同时气体组成及其孔隙水盐度也将影响到水合物能否形成并保
·13·第31卷第1期 本 期 视 点 持稳定。由于中国冻土区的水源条件比较丰富,故制约水合物能否形成的关键因素是气源条件和温压条件,这里先就温压条件进行深入分析。 中国冻土区主要分布于东北大兴安岭地区和青藏高原,并零星分布在一些高山上(图1)。东北冻土区位于环北极冻土区的南缘,主要分布于东北大兴安岭46°30′N～53°30′N,面积38.2×104km3,占中国冻土区总面积的17.8%。东北冻土属纬度冻土,随着纬度降低,年平均气温升高,永久冻土的发育程度降低,连续性变差,冻土层厚度减薄,含冰量减少,由大片连续冻土逐渐演变为岛状冻土和稀疏岛状冻土。青藏高原是中国最大的冻土区,南北跨越12个纬度,东西横亘近30个经度,面积150×104km3,占中国冻土总面积的69%。青藏高原冻土是典型的高山冻土(中低纬度冻土),纬度和海拔是冻土的主要控制因素。青南藏北高原特别是羌塘盆地是多年冻土最发育的地区,基本呈连续分布或大片分布,由此向周边地区,随着海拔降低,年平均地表地温逐渐升高,由连续冻土或大片冻土逐渐过渡为岛状冻土。祁连山冻土区地处青藏高原北缘,总体上也属于高原冻土,年平均地表地温为-1.5～-2.4℃,冻土层厚度为50～139m。木里地区是祁连山冻土区的核心,除局部地段外,多年冻土连续分布,其年平均地表地温最低(-2.4℃),实测冻土层厚度60～95m,并常见厚层地下冰[10]。图1 中国冻土区天然气水合物找矿远景区预测图(冻土分布范围据本文参考文献[10]) 与环北冰洋冻土区(高纬度冻土区)相比,中国冻土区的年平均地表地温相对较高,冻土层相对较薄,如青藏公路沿线实测的最大冻土层厚度仅为128m[10],而高纬度冻土区的冻土层厚度一般都介于400～500m,这也导致部分人员怀疑中国冻土区能否形成天然气水合物的主要疑虑。事实上,影响冻土区天然气水合物能否形成及其水合物稳定带厚度的主要因素包括年平均地温、冻土层厚度、冻土层内地温梯度、冻土层下地温梯度和气体组分、水体盐度等,我们根据上述参数,利用Sloan的CSMHYD软件对中国冻土区天然气水合物的温压条件进行了计算,图2即为根据祁连山木里地区实际参数进行计算的一个实际例子,具体的计算方法和计算过程请参见本文参考文献[17]。笔者利用同样的方法对青藏高原的羌塘盆地、昆仑山垭口盆地、风火山—乌丽地区、唐古拉山—土门地区、伦坡拉盆地以及东北漠河盆地等地开展了温压条件计算,结果显示青藏高原和漠河盆地基本具备形成天然气水合物的温压条件。
图2 祁连山木里地区天然气水合物的温压条件 A点—年平均地表地温;B点—冻土层底界;C点—水合物稳定带顶界;D点—水合物稳定带底界;AB线—冻土层内地温梯度;BD线—冻土层下地温梯度
进一步地,笔者分别利用祁连山木里地区33号钻孔冷泉气(CH4:96.6%,C2H6:3.3%,C3H8:0.1%,均为摩尔分数,下同)、风火山—乌丽地区顶空气平均值(CH4:93.8%,C2H6:6.2%)和羌塘盆地双湖地区顶空气平均值(CH4:63.3%,C2H6:24.3%,C3H8:8.9%,nC4H10:3.5%)等实测气体组分,结合青藏高原的其他参数,对青藏高原天然气水合物的稳定带及其厚度进行了计算,结果显示青藏高原具备较好的天然气水合物形成条件,即使要求最为苛刻的纯甲烷水合物也能在局部地区形成(图3),且随着重烃组分的逐渐增加,能形成水合物的地区范围逐渐增大,水合物稳定带厚度也逐渐增厚。
·14· 天 然 气 工 业 2011年1月图3 青藏高原天然气水合物(纯甲烷组分)稳定带及其厚度分布图
2 找矿选区讨论 根据中国冻土区形成天然气水合物的气源条件、温压条件,结合目前所发现的异常标志,笔者认为中国冻土区具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景,其中羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区,其次是祁连山地区、风火山—乌丽地区和漠河盆地(图1),再其次应是昆仑山垭口盆地、唐古拉山—土门地区、喀喇昆仑地区、西昆仑—可可西里盆地以及东北的根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和新疆北部的阿尔泰地区等,下面对这些重点地区进行深入讨论。2.1 羌塘盆地 羌塘盆地是青藏高原最大的沉积盆地,面积约18×104km2,是在晚古生代裂谷演化背景上发育起来的叠合盆地,沉积了泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系等8大沉积层,总厚度大于30000m。羌塘盆地共发育有12套烃源岩,其中中上侏罗统索瓦组(J3s)、夏里组(J2x)、布曲组(J2b)和上三叠统肖茶卡组(T3x)为分布最广的4套烃源岩,具有良好的油气形成条件,目前已发现油气显示近200处,是青藏高原最有前景的常规油气找矿远景区[21]。笔者在羌塘盆地双湖地区150个站位的化探结果表明,酸解烃中的甲烷、乙烷和丙烷的平均含量分别高达1424.4μL/kg、187.5μL/kg和96.0μL/kg,大大高于其他盆地的相应值。顶空气、冰中气、冷泉气等也显示出类似的特征,显示出羌塘盆地有丰富的烃类气体,非常有利于形成天然气水合物。实测数据也显示羌塘盆地的重烃(乙烷、丙烷、丁烷等)含量相对较高,如顶空气中平均含有24.3%的重烃(摩尔比,下同),冰中气中平均含有28.1%的重烃,而酸解烃中平均含有23.0%的重烃,重烃含量越高越有利于形成天然气水合物,且其稳定带也就越厚。同时,甲烷碳同位素的分析结果显示,近地表沉积物中的烃类气体既有原地形成的微生物气,也有深部迁移上来的热解气,显示出多种不同来源的烃类气体在近地表处混合,也有利于形成天然气水合物。 羌塘盆地是青藏高原3个低温中心中温度最低、面积最大的一个,年平均气温值低于-6℃,且年平均地表地温反演结果表明,该区年平均地表地温多介于-5～-3℃,也是青藏高原年平均地表地温较低的地区。若以2.2℃/100m作为冻土层内的平均地温梯度,反演出来的冻土层厚度多在100～200m之间,局部地区可大于200m。由此可见,羌塘盆地是青藏高原冻土最为发育、冻土相对较厚的地区,也有利于形成天然气水合物。此外,羌塘盆地还是青藏高原地温梯度最低的盆地,羌塘盆地现今的地温梯度只有1.5～1.8℃/100m,古地温梯度也不到2℃/100m[22],属于典型的低热流盆地,其地温梯度(中值为1.65℃/100m)远低于整个青藏高原的平均值(4.18℃/100m),非常有利于形成天然气水合物。 因此,羌塘盆地是中国冻土区天然气水合物形成条件最好的地区,笔者将之划归I级找矿远景区,但目前发现与水合物有关的异常标志不多,EH-4法在龙尾错地区冻土层下发现高阻层,微测井法在羌塘盆地发现速度倒转现象[15]以及地质雷达中发现的高速层[15]也许与水合物有关,但目前尚未发现与水合物直接相关的异常标志,迫切需要开展深入的调查研究,以便证实是否存在天然气水合物。2.2 祁连山地区 祁连山地处青藏高原北缘,尽管海拔相对不高,但因纬度偏北,也成为青藏高原冻土分布比较广泛的地区之一,多年冻土面积达10×104km2,实测冻土层厚