南海北部神狐海域天然气水合物成藏演化分析研究

【摘要】：南海北部陆坡具备天然气水合物成藏的基本地质条件,神狐海域天然气水合物是当前我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区.然而,神狐海域水合物集中分布在水合物稳定带的底部薄层中,饱和度高,其水合物特征与典型的低甲烷通量控制的水合物分布有很大差异,对其成藏机理和控制因素尚不明确.本文构建了针对神狐水合物成藏过程的一维动力学模型,模型包括沉积压实作用、甲烷溶解度、以及水合物生成和沉积体渗透率,模拟计算的主控参量为海底沉积速率和水流通量,在孔隙水中甲烷浓度一定的情况下,水流速率决定了溶解甲烷的迁移速率和稳定带中甲烷的供给速率,并以此模型计算了神狐海域水合物聚集成藏的动力学过程.模型讨论了特定沉积速率和水流通量条件下水合物成藏与分布特征,并与实际观测数据进行比较研究.研究发现,基于当前沉积速率和水流通量条件模拟的水合物形成演化过程,与神狐海域实际水合物分布特征存在很大差异,但在假定系统中水合物饱和度初值达16～20%时,模拟的水合物饱和度分布特征与观测数据吻合,并因此推测在早期地质历史上,神狐海域存在更加丰富的甲烷水合物,当前的水合物分布特征是在对早期水合物继承基础上发展而成的,而且神狐海域水合物含量正逐渐减少. 【作者单位】： 中国科学院广州天然气水合物研究中心;中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室 广州能源研究所;中国科学院边缘海地质重点实验室 广州地球化学研究所;广州海洋地质调查局;
【关键词】： 神狐海域 天然气水合物 水合物饱和度 成藏演化 数值模拟
【基金】：国家自然科学基金(41076037&50904056) 中国科学院国际重大合作项目(KZCX2-YW-GJ03) NSFC-广东联合基金(U0933004) 国家重点基础研究计划(973)(2009CB219508)资助
【分类号】：P744.4
【正文快照】： 1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,其中客体气体分子被吸附在由水分子构成的笼型晶囊中.自然界中水合物的客体分子可能是二氧化碳、硫化氢或氮气,但分布最为广泛的是甲烷水合物[1].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

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