南海天然氣水合物富集規(guī)律與開采基礎研究項目申報書(編輯修改稿)
2024-10-03 21:24 本頁面
【文章內容簡介】 ,水合物體系是水 水合物 游離氣的三相非平衡體系。因此，項目將應用綜合研究方法尋找與海底淺層流體向上快速遷移有關的局部特定地質構造（如泥火山等），特別是強調淺剖、海底回聲探測等能快速發(fā)現(xiàn)滲漏區(qū) 、精確刻畫海底淺層地質構造的新技術應用。而傳統(tǒng)地震地球物理方法則重視埋藏相對較深的、連片分布的 BSR 的識別。因此，本項目在研究對象、內容和研究方法上顯著區(qū)別于以往國內天然氣水物的調查研究。 4．取得重大突破的可行性分析 本項目的難點是滲漏區(qū)發(fā)育位置的確定和滲漏區(qū)天然氣水合物能否大規(guī)模成藏，一旦這些難點獲得解決，必然是我國天然氣水合物理論研究、實際調查工作及樣品采集的重大突破。解決這些難點、實現(xiàn)重大突破的有利條件有： (1) 前期工作積累豐富、基礎扎實 2020年以來，中國地質調查局組織實施了 “我國海域天然 氣水合物資源調查與評價 ”國家專項， 重點選擇了南海北部陸坡西沙海槽、神狐、東沙及瓊東南等四個海域，分層次地開展了天然氣水合物資源調查評價，取得了大量地質、地球物理和地球化學資料，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了深層 淺層 表層的地球物理、地球化學、地質和生物等多層次、多信息異常標志，充分證實南海北部陸坡存在天然氣水合物。2020年 46月，在南海北部陸坡實施天然氣水合物鉆探，獲得大量深部沉積物、 8 水合物、氣體和孔隙水樣品及地球物理、地球化學測井和現(xiàn)場測試分析資料，為確定天然氣水合物存在的位置、深度、產(chǎn)狀、規(guī)模和性質，分析天然氣水合物 的成因、烴類來源及 BSR 下伏游離氣及其性質，探討微生物活動和深部裂解氣供給及其對天然氣水合物形成和分解的影響提供重要的第一手基礎資料 ，并配套開展了前期的相應調查技術方法研究，可為項目的開展奠定基礎 。 項目組已開展了天然氣水合物相關的中科院知識創(chuàng)新、國家自然科學基金等各類基礎研究項目。通過近幾年的研究，獲得了系列創(chuàng)新研究成果。其中提出了海洋天然氣水合物的分類及滲漏型天然氣水合物的概念；建立了滲漏天然氣沉淀水合物的動力學模型；識別了有利于天然氣滲漏活動的海底構造特征和地球物理異常；通過遙感確定了滲漏在海面形成的 油漬異常，初步確定了南海北部多個滲漏活動區(qū)；發(fā)現(xiàn)了南海天然氣滲漏作用形成的冷泉碳酸鹽巖及冷泉生物群；開展了水合物的熱力學和生長過程的模擬實驗研究，在國際上首次發(fā)現(xiàn)水合物的分形生長特性，并在天然氣水合物相平衡理論研究取得了處于國際前沿 的 成果，這些成果已在國際地學一流刊物 JGR 等發(fā)表。為本項目的順利完成積累了大量基礎資料。 （ 2）研究隊伍優(yōu)勢明顯、技術支撐強大 項目組織了國內從事天然氣水合物基礎研究的科研人員。項目組成員來自 國土資源部 中國地質調查局、中國科學院、教育部、中國海洋石油總公司、國家海洋局，具有高級職 稱和博士學位， 部分為中國科學院、國土資源部百名人才計劃入選者和國家杰出青年基金獲得者， 研究能力強，學科領域廣（海洋地質學、地球物理學、地球化學、石油天然氣地質學、化學、工程熱物理、能源工程 等學科），大多數(shù)有過或正在與國外開展天然氣水合物的合作研究，在國際水合物研究領域占有一席之地。目前中國地質調查局和中國科學院擁有八艘科學綜合調查和采樣考察船，具備完成海上工作能力。本項目的參加單位有多年的天然氣水合物研究積累，擁有與本項目研究有 關的部門、國家重點實驗室包括中國科學院廣州天然氣水合物研究中心、 中國地質調查局海洋石油天然氣地質研究中心、 中國科學院邊緣海地質重點實驗室、有機地球化學國家重點實驗室、國家海洋局海底科學重點實驗室、中國海洋石油總公司深海研究重點實驗室等，具備先進的室內天然氣水合物合成實驗模擬設備、開展地球物理數(shù)據(jù)分析的工作站、進行地質、地球化學分析測試的先進儀器，為項目實施提供了所需的 “硬件 ”和 “軟件 ”設施。 （ 3）國際合作渠道廣泛、前景廣闊 項目研究人員 已與美、德、日、俄、加等進行合作研究 ，了解國際前沿和發(fā)展現(xiàn)狀，與國際上天然氣水合物研究著名科學家 如美國的 Sloan教授、日本的 松本良 、 Mori 教授、德國的 Suess 教授等保持著密切的交流與合作。同時擬申請項 9 目邀請了海外杰出的華人水合物研究科學家美國的徐文躍、加拿大的盧海龍參加我們的項目研究，他們二人均以每年回國 3個月的工作時間分別受聘于中國科學院廣州地球化學研究所和廣州能源研究所（中國科學院廣州天然氣水合物研究中心），這將更有利于開展國際合作，拓展項目組的視野。 5．課題 設置 根據(jù)上述總體研究思路和技術路線，圍繞擬解決的關鍵科學問題、主要研究內容和總體目標，本項目共設置了 8個課題： 課題一： 南海北部天然氣水合物成藏的氣源條件研究 課題 二：南海北部 天然氣水合物成藏的地質 條件研究 課題三：南海北部 天然氣水合物成藏的溫壓 條件研究 課題四：南海北部 天然氣水合物成藏演化的動力學過程研究 課題五：南海北部天然氣水合物的地球物理異常特征研究 課題六：南海北部天然氣水合物的地球化學異常特征研究 課題七：天然氣 水合物開采中的多相流動機理和相關基礎理論研究 課題八：南海北部天然氣水合物成藏機制和富集規(guī)律研究 課題一： 南海北部 天然氣水合物成藏的 氣源條件研究 研究目標： 確定南海北部形成滲漏型天然氣水合物的氣源類型、特征及來源。 研究內容： 研究南海北部滲漏區(qū)海 底沉積物吸附烴類氣體、孔隙水溶解氣體、游離 氣體、滲漏區(qū)上覆水體（羽狀體）中的溶解氣、滲漏系統(tǒng)內自生礦物包裹體氣體等的成分及同位素特征，確定滲漏天然氣組成特征、成因類型、來源及氣源潛力； 研究斷裂裂隙構造、底辟構造、海底扇、海底滑塌體等對烴類氣體輸導體系的控制與影響，探討深部熱解氣的運移途徑及其富集機理； 研究 不同來源烴類氣體對 滲漏型 天然氣水合物成藏的貢獻和 非烴類氣體對滲漏型水合物成藏的可能影響 。 承擔單位： 中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所、 中國科學院地質與地球物理研究所 課題負責人 ：祝有海（中國地質科學院礦產(chǎn)資源 研究所） 經(jīng)費比例 ： 10%。 課題二： 南海北部天然氣水合物成藏的地質條件研究 研究目標： 確定 滲漏型天然氣水合物發(fā)育的 地質環(huán)境及在南海北部的發(fā)育有利區(qū)。 研究內容： 分析南海北部深水陸坡區(qū)的地質構造、沉積 體系 、斷裂體系、巖 10 漿活動特征，圈定有利于滲漏構造發(fā)育的區(qū)域；分析 天然氣水合物淺表層存在與分解的構造標志，構造地貌、淺地層結構等，
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