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天然气水合物勘查技术手段

来源:转载自yuanzi16的博客 日期:2010-09-16 浏览量:
目前,天然气水合物勘查的技术手段较多,主要有:地震探测、电磁探测、流体地球化学探测、海底微地貌勘查、海底电视摄像探测、海底热流探测、海底取样、深海钻探等。但是,这些技术手段尚不够成熟,有待进一步探索和完善。
 
1、地震探测
对于沉积物中的天然气水合物,声波P波和S波都很灵敏。对于沉积物中少量的天然气水合物而言,S波可能比P波更加灵敏。地震探测正是利用了天然气水合物的这一声学特性。
地震探测,包括高频共深点法地震探测和高频地震剖面探测。高频地震剖面探测是天然气水合物的主要勘查手段。地震探测有多种技术方法,例如:船载深水高分辨率数字地震方法、船载单道地震方法、大孔径海底地震检波法、垂直地震剖面法等。这些方法的理论依据与声纳技术基本相同。
多道地震方法是探测深海天然气水合物的常用技术方法,也是目前最有效的技术方法。它是利用强脉冲声源(如气枪排阵)和多道接受器,探测来自海底、次海底地质界面的反射信号。这种方法的特点是数字记录、分辨率高、费用高、探测埋深不大。
单道地震反射法是美国、加拿大探测深海天然气水合物的技术方法之一,但不常用。它是利用强脉冲声源(如气枪)和单道接受器,探测来自海底、次海底地质界面的反射信号。这种方法的特点是探测深、分辨率低、费用少。
海底地震检波法是在海底安置大孔径地震检波器,接受来自次海底地质界面的反射信号。
垂直地震剖面法是在钻井的不同深度安置地震检波器。
这些方法的分辨率很高,费用也很高,主要用来估算天然气水合物的富集率和评价天然气水合物资源量。
2、流体地球化学探测
在海洋环境中,天然气水合物富集区烃类气体的微量渗逸,可在海底沉积物、海底和海水中形成烃类异常或其它异常效应。通过对海底沉积物样品孔隙水及近海底水样(尤其是富气羽状流)的测试,分析甲烷浓度异常、氯Cl含量异常、氧同位素δ18O异常、PH值等地球化学指标,以及富含重氧的菱铁矿等标志矿物,探测与天然气水合物有关的地球化学异常,圈定天然气水合物可能存在的地球化学异常区。
3、微地貌勘查与海底电视摄像
通过船载深水多波束技术及海底电视摄像技术,探测海底地形地貌,分析并圈出与天然气水合物可能有关的特殊地质构造(可视为天然气水合物的地貌标志)的分布范围。
4、海底热流探测
采用海底热流探测技术,测定海底温度,计算地温梯度。其目的是分析天然气水合物的成矿和埋藏条件;反演天然气水合物矿层底界面的埋深。
5、海底取样与深海钻探
海底取样技术是发现天然气水合物的直接手段,也是验证其它方法所得勘查成果的必要手段。海底取样技术,包括抓斗取样、重力取样(柱样)、大型重力活塞密封取样等海底浅层取样技术(深度达10~12m)和深海钻探取心技术。海底取样的其它目的是:分析天然气水合物产状(脉状、团块状、结核状、星点状或浸染状等)及赋存方式;测试天然气水合物中气体成分及其有关成因参数(如C1/(C1+C2)比值、甲烷中碳同位素δ13C值、硫化氢中硫同位素δ34S值等);计算天然气水合物的充填率;估算天然气水合物资源量。
需要指出的是,天然气水合物气藏的最终确定,必须通过钻探。其难度比常规海上油气钻探要大得多。一方面因为海水太深;另一方面由于天然气水合物经减压会迅速分解,极易造成井喷。
目前,天然气水合物与深海生物圈一起,已经成为大洋钻探的两大新领域。1995年,大洋钻探计划ODP还专为海洋天然气水合物设计了第164航次。1999年,国际科学大洋钻探学术会议筹备委员会,把天然气水合物列入21世纪大洋钻探的14个主题之一。2000年1月10日,ODP在华盛顿举办了大洋钻探系列讨论会,天然气水合物(能源、气候与生物圈的结合点)被作为4个主题之一,进行了重点讨论。