GEOFLUIDS Geofluids 1468 - 8123 1468 - 8115 Hindawi 10.1155 / 2021/5571150 5571150 评论文章 天然气水合物与寒冷相关积累和发生渗透系统在南海北部:概述 https://orcid.org/0000 - 0001 - 7419 - 1100 张 魏 1 2 梁 Jinqiang 1 2 梁 Qianyong 1 2 https://orcid.org/0000 - 0002 - 1803 - 6090 魏 建工 1 2 https://orcid.org/0000 - 0002 - 0005 - 1129 王ydF4y2Ba 锋 3 冯 Junxi 1 2 黄 魏 1 2 赵 京 1 2 孟 喵喵 1 2 邓 魏 1 2 程ydF4y2Ba Chongmin 3 徐 金泽国际 1 MNR海洋矿产资源重点实验室 广州海洋地质调查局 中国自然资源 广州510075 中国 mnr.gov.cn 2 广东南方海洋科学与工程实验室(广州) 广州511458 中国 sysu.edu.cn 3 海洋科学学院 中山大学 珠海519000 中国 sysu.edu.cn 2021年 5 10 2021年 2021年 11 3 2021年 29日 6 2021年 30. 8 2021年 5 10 2021年 2021年 版权©2021(音译)等。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

研究深海寒冷的渗透系统对天然气水合物勘探具有重要意义由于其密切的关系。各种冷渗透系统和天然气水合物相关积累在南海北部被发现在过去的三十年。基于高分辨率地震资料、浅层资料、下沉原位观察,钻进和取心,和水合物气体地球化学分析,这些冷渗系统的地质和地球物理特征及其相关在琼东南盆地天然气水合物积累,Shenhu区域,东沙地区,Taixinan盆地进行了调查。冷渗透系统出现在不同的演化阶段和展览各种海底microgeomorphic、地质和地球化学特征。活跃冷渗透系统与大量的气体泄漏,气流,和微生物群落和不活跃的冷渗透系统与自生碳酸盐人行道变量相关强度的含气液体,通常来自于地层深处通过泥底辟构造、泥火山、气烟囱,和缺点。天然气水合物通常是沉淀在寒冷的渗透通风口和更深的垂直流体迁移途径,表明深含流体活动控制天然气水合物的形成和积累。收集到的碳氢化合物从寒冷的渗透系统及其相关的生物天然气水合物储层通常是混合气体和产热的气体,通常一致的起源与常规天然气。我们也讨论含流体之间的共生关系和冷渗和形态学的海底天然气水合物的深深浅浅的耦合,冷渗、深层石油储层。有理由得出这样的结论:深海石油系统和含气液体活动共同控制冷渗系统的发展和天然气水合物的积累在南海北部。因此,常规油气富集的有利区域也探索未来领域活跃冷渗和天然气水合物。

 中国国家水合物项目 DD20190217 DD20190218 关键特殊项目引进人才团队广东南部的海洋科学与工程实验室 GML2019ZD0102 广东基础研究和应用基础研究的基础 2019年b030302004 中国国家自然科学基金 41806074 41806071 42076054 1。介绍

冷渗海底喷或渗漏的含气液体的表现从海底下迁移到海底,最后到水柱。他们都伴随着一种当地的海水异常与各种形状,如羽毛,列,和鞭子,这不同于周围的海水的物理性质( 1- - - - - - 7]。一系列的地质、地球物理、地球化学和生物过程发生在一个寒冷的渗透和周围的海水,这被称为冷渗透系统或海底甲烷渗透系统( 8- - - - - - 12]。一般来说,感冒渗透的活动情景,在形成和演化的动态 13, 14]。对于那些相对年轻的形成年龄,有可能只是滔滔不绝、渗流海底下的气体或液体和相关的生物群落,但没有甲烷碳酸盐人行道。相比之下,由于长期框架的形成和演化和构造运动的影响,海底下的气体泄漏出或通过可能被碳酸盐岩或天然气水合物,因此冷的气体柱和渗透渗出减少,停止和生物群落逐渐消失,只留下大规模自生碳酸盐岩( 15- - - - - - 18]。

流体渗流/泄漏与感冒有关渗透系统是一种自然现象,广泛存在于地球系统,特别是在海洋环境( 19- - - - - - 23]。这个术语指的是复杂网络迁移形成的深含气液体从地下地层的深部地壳岩石和沉积物和海底通过不同类型的迁移途径,能够运输石油和天然气和其他液体从浅深地层天然气水合物稳定带(GHSZ),天然气水合物可以沉淀和积累 13, 24, 25]。此外,大量的气体甚至可能逃入水体和大气通过海底渗漏途径,导致海底沉积环境的变化和地球表面( 26, 27]。因此,渗流/泄漏与寒冷有关渗透系统往往是重大领域的能源、海洋和海洋生态系统和全球气候。这种独特的但是广泛分布的地质现象已经受到了越来越多的研究者的关注,在相关领域已成为一个热点话题。

非常规石油和天然气,如页岩气、油砂、煤层气、天然气水合物、从政府收到越来越多的关注,石油和天然气行业,石油地质学家( 28- - - - - - 30.]。不像其他的非常规油气资源,天然气水合物是一种清洁、无污染、能源能源强度高和宽分布在永久冻土和大陆坡深水域,因此有一个巨大的资源潜力 31日]。此外,更环保的能源,在未来可能取代传统的碳资源,天然气水合物已经吸引了特别关注 32, 33]。许多国家和研究机构投入了大量的资本和精力研究天然气水合物的地质研究和资源评价( 34, 35]。此外,海上天然气水合物生产测试已经成功实现在南开槽和南海北部Shenhu区域(SCS),展示的潜力,希望在不久的将来大规模商业开采天然气水合物( 36- - - - - - 38]。

冷渗通常发现在海底盆地大陆和货架区域,如在墨西哥湾的( 39, 40],布莱克海[ 12, 41),和地中海 42, 43]。此外,冷渗在深水领域的活动是密切相关的天然气水合物系统( 13, 15, 44]。首先,冷的渗透,特别是甲烷气的渗透,经常为天然气水合物的形成和积累提供了碳氢化合物。第二,天然气水合物的分解可能会直接导致冷渗系统的形成。最后,寒冷的渗透的报道通常表示天然气水合物的分布区域。因此,检测和调查冷渗透的一个更有效的手段探索深海地区的天然气水合物。大量的天然气水合物样品已经从感冒中恢复过来渗透发展领域,例如,墨西哥湾,黑海,SCS [ 45- - - - - - 53]。此外,天然气水合物与浅埋藏深度和高饱和度通常是沉淀在一个寒冷的渗透系统。这一现象被观察到在南开槽,墨西哥湾,印度和海外填充孔隙和裂隙充填高的天然气水合物饱和度通常被恢复( 54- - - - - - 56]。天然气水合物的存在和离解可能导致地质和地球化学过程,如微貌变化,碳酸盐岩的降水,甲烷泄漏、传播的微生物群落,甚至暴露在海底天然气水合物成堆( 39, 47, 48, 57- - - - - - 59),天然气水合物的存在积累的重要迹象。因此,海底露头的观察和取样已成为一个重要和有效的方法在天然气水合物的调查系统。microgeomorphological类型的识别与海底渗漏和建立相关的气体渗流模式适合特定区域可以为天然气水合物勘探提供了相应的依据。此外,通常有一系列的荫特性在海底天然气水合物发生地区,如衰退,凹痕,成堆,泥火山,萧条,平台 27, 60- - - - - - 64年]。识别和描述这些海底特性不仅具有重大意义的发现和确认天然气水合物的存在也为勘探和开发提供了基本的工程地质信息的天然气水合物资源。

大部分的天然气水合物积累地区发现或假定基于全球勘探已确认或推测与油气运移有着密切的关系,渗流系统,和相关的潜艇冷渗透系统在特定领域,比如黑海( 24, 65年],墨西哥湾的[ 25, 66年),地中海,里海( 42, 67年),新西兰的海外Hikurangi大陆边缘( 68年, 69年),南开槽( 70年, 71年]。天然气水合物和常规石油钻探和取样也证明之间的密切关系的存在浅层天然气水合物和medium-deep油气储层在大多数进行含油气盆地,主要是因为大量的石油和天然气泄漏深水库和厨房提供足够的水源和碳氢化合物的来源浅层天然气水合物的形成。这已经证明在墨西哥湾盆地冷渗通常发生和天然气水合物已经从最深水油气水井中恢复过来 45, 72年]。总之,碳氢化合物和流体迁移与寒冷有关渗透系统不仅扮演着一个重要的角色在常规油气的运移和聚集过程的水库也扮演着重要的角色在天然气水合物聚集的天然气供应。

SCS北部被动大陆边缘,新第三纪的构造活动强烈,有两个主要结构层组成的早第三纪裂谷序列和新第三纪抑郁症序列。丰富的陆地碎屑岩石来自中国南部和印度支那半岛导致新第三纪沉积物~ 10千米厚的几个进行含油气盆地的中心。厚厚的地层沉积和富生烃和驱逐过程的深源厨房导致积极的流体活动,形成一系列NE趋势盆地富含石油和天然气,泥底辟构造分布广泛,泥火山,气烟囱,潜艇冷渗( 62年, 73年- - - - - - 78年]。许多声学调查,包括2 d和3 d地震,底基概要文件,和多波束的调查,以及广泛的深海潜水观察,抽样,天然气水合物钻井和取心( 17, 49- - - - - - 51, 76年, 79年- - - - - - 82年),已经在北方SCS进行。冷渗和天然气水合物相关积累的数量被发现不断增加。发现以来的第一个冷渗透系统在北方SCS早在2004年,40多个活跃和paleo-cold渗透在琼东南盆地已发现,西沙地区Shenhu区域,东沙地区,Taixinan盆地( 6, 83年]。其中,冷渗透在网站找到F离岸2013年台湾西南部[ 17)和海马冷渗透于2015年发现了深水琼东南盆地是典型的活跃冷渗透系统(图 1)[ 49, 50, 84年]。自2007年以来,广州海洋地质调查局(gmg)已经进行了六个天然气水合物钻探科学探险Shenhu地区和西沙地区(GMGS1、GMGS3 GMGS4),东沙区域(GMGS2)和琼东南盆地北部SCS (GMGS5和GMGS6) ( 51, 74年, 76年, 79年, 80年, 82年, 85年- - - - - - 91年]。除了西沙地区天然气水合物样品已发现在几个地区寒冷的渗透系统已经被发现了。此外,中国科学院还发现接触海底天然气水合物相关潜艇活动冷渗入Taixinan盆地( 47, 48, 53]。这些天然气水合物积累相关冷渗系统的发展和演变,主要分布在附近的低隆起,海底山脊,channel-levee系统和上面的海底深大断裂、大泥底辟构造,气烟囱。因此,冷渗的发展和演化与天然气水合物的沉淀与积累可能是深地层和石油系统密切相关。然而,目前,大多数以前的研究都集中在冷渗及其可能的活动迹象的天然气水合物积累浅和次表层沉积物。此外,缺乏研究的深深浅浅的耦合潜艇冷渗,天然气水合物积累有关,和深石油系统。因此,本文的目的是(1)调查海底地貌、地质和地球物理特征的冷渗透系统和相关的天然气水合物钻探和取样积累在北部SCS;(2)之间的关系,讨论天然气水合物积累和冷渗的发展和演变;和(3)确定深深浅浅的耦合机制冷渗系统,天然气水合物相关积累,深石油系统。我们希望本文将被证明是有用的在寒冷的渗透研究和天然气水合物勘探SCS和地区具有类似地质设置。

(a)冷渗系统的分布与天然气水合物有关积累的边际在南海北部盆地。BSR的分布是王从et al。 120年,冷渗透系统被修改后的分布峰et al。 6]。(b)天然气水合物钻探区和部分采样站点的低隆起区琼东南盆地(QDNB)探险的gmg 5和6 ( 120年]。(c)天然气水合物钻探区和部分天然气水合物钻井/取心网站Shenhu地区海底山脊在珠江口盆地(PRMB)探险的gmg 1, 3, 4。(d)分布的天然气水合物钻探网站实现探险GMGS2和九龙甲烷礁的位置(JMF)和冷渗透网站F(黄色恒星)Taixinan盆地(TXNB)。红圈表示天然气水合物钻井的位置/取心网站,和白色虚线表明BSR的分布,修改后Konno et al。 53]。

 2。淹没在寒冷的渗透系统观察和取样

基于综合解释和2 d / 3 d地震资料的分析,底基和多波束数据,和载人潜水器(高)和/或深无人潜水器(ROV)观察和取样,学者能够调查潜艇冷原位渗透系统,和我们的理解冷渗透系统在北方SCS大大改善( 92年- - - - - - 102年]。通过下沉观测和取样,冷渗透系统及其相关的几个地区天然气水合物积累被发现(图 1(一))。然而,活跃冷渗只有被发现在琼东南盆地,东沙地区,Taixinan盆地。调查的详细结果列在下面。

2004年,中国和德国共同进行,177年远征在深水区附近的东沙SCS的北方大陆坡上,第一次,巨大的碳酸盐岩分布形成的渗流从寒冷中被发现。这些冷渗自生碳酸盐主要分布在两个海底山脊水深550 - 650和750 - 800米,占地面积430公里2,这是自生碳酸盐岩分布面积最大的发现到目前为止全球( 92年, 93年]。这个地区被命名为九龙甲烷礁(图 1 (d))。化能自养生物碳酸盐地壳的裂缝中发现了九龙的甲烷礁。根据同位素约会,这个地区碳酸盐岩地壳大约46700年前开始形成,至今仍释放甲烷气体。2012年,一个水下无人驾驶车辆(ROV)被gmg获得chimney-like冷渗碳酸盐岩样品从东沙区域(图 2(一个))。这些海底露头观察和样本收集显示有大量的冷渗通风口。其中,paleo-cold渗透区域主要是paleo-chemical礁的残骸,还有几乎没有双壳类和细菌垫。然而,底栖生物和细菌垫被观察到在当前活动渗透区域的冷。此外,九龙甲烷礁后来被证实是一种天然气水合物聚集区通过深层天然气水合物钻井的gmg 2013年( 85年, 86年, 94年]。裂隙充填天然气水合物与不同的事件,包括大规模、层压、结节性,和静脉,被证实是分布在多个层,和获得的碳酸盐岩表明冷渗透活动发生的多个时期,是过去与天然气水合物的分解( 52]。同年,“蛟龙”号共进行了第一次科研活动冷渗透地区航行的Jiaolong-1网站(网站)台湾西南,和这个寒冷的间歇性活动渗透系统最初识别( 17)(图 2 (b))。

(一)Chimney-like碳酸面包皮从九龙甲烷礁中恢复过来。(b)微生物群落活性冷渗入发现的F [ 17]。(c)管蠕虫和标本来自高平斜率Taixinan盆地( 95年]。(d)碳酸盐、双壳类社区和巨大的天然气水合物从海马冷渗中恢复过来。(e)双壳类社区发现的海马ROV在新的冷渗透在GMGS5开发天然气水合物钻探区,东北海马寒冷的渗透。(f)微生物群落、碳酸盐地壳和天然气水合物暴露在海底,发现新的冷渗透在海马渗透。

Taixinan的深水盆地西南台湾、海外学者不仅收集了自生碳酸盐岩石样本,记录冷渗透活动从5个网站高平斜率( 95年),但也发现了非常活跃的冷渗在海底的福尔摩沙脊(图 2 (c))。生物体通过ROV原位观察,如甲烷垫、贻贝、白螃蟹生活在海底热液喷口观察( 96年]。此外,底宽分布模拟反射镜(建筑)已确认海外台湾西南部通过高分辨率地震资料( 97年)(图 1(一))。增加地质、地球物理和地球化学研究表明,Taixinan盆地天然气水合物资源拥有巨大的潜力( 98年- - - - - - One hundred.]。

2015年,gmg ROV进行调查的五个网站使用自主研发的海马ROV深水琼东南盆地,4500米无人潜水器为了收集图像证据与天然气水合物和获得有关碳酸盐岩样品和化能自养菌活性潜艇冷渗。三个采样点选择在琼东南盆地南部低隆起区,推动核心,活塞样品含有大量的天然气水合物的核心是获得两个这三个网站的 49, 50, 77年]。大活跃的冷渗透,被命名为海马寒冷的渗透,水深1350 - 1430和~ 618公里的一个领域2首次发现在SCS的西北区域(图 2 (d))。活塞直接利用取心样品浅表面沉积物的海马寒冷的渗透。身体的巨大的天然气水合物样品成功获得-5.10 7.95 -8.20米和4.95米深的海底海底以下两个抽样地点1381米和1405米的水深( 49, 50]。天然气水合物的新理解积累机制和海底生态系统的发展与冷渗在SCS,促进后续冷渗调查和琼东南盆地的天然气水合物钻探网站优化( 77年]。qh - rov在2018年- 2018年航行为首的gmg进行连续观察海马冷渗透地区和东北琼东南盆地深水区,以确定是否有地貌现象与海底渗漏、微生物群落与活跃的冷渗在选定的调查网站(图 2 (e))。这些观察探索提供更直接的信息,后来的天然气水合物钻探和取样GMGS5探险( 51, 101年]。通过海马ROV的观察,发现海底微生物群落在两个主要的调查网站。利用采样机械臂、抽样抓住,浅海马ROV的钻井平台,收集双壳类生物,碳酸盐岩样品是通过推动获得取心( 102年]。同年,gmg的海马ROV的深海战士共三亚深海研究所联合进行的深度调查在海马冷渗透和东部地区,为进一步的研究提供了丰富的宝贵的信息和数据的冷渗透和天然气水合物资源潜力的评价 84年)(图 2 (f))。

 3所示。地球物理冷渗和天然气水合物的迹象

通常有一系列microtopographic特性在海底天然气水合物聚集区域,如衰退,凹痕,成堆,泥火山,萧条,平台和寒冷的渗透。识别和描述这些海底特性不仅具有重大意义的发现和确认天然气水合物系统还可以提供基本工程地质数据开采的天然气水合物资源。通过综合研究的地震,底基,和ROV目标区域的图像数据冷渗透和天然气水合物勘探SCS北部,各种地震和声波反射特性与流体渗流/泄漏是公认的,包括气流,海底成堆,凹痕,声学消隐,和声学浊度( 47- - - - - - 50, 62年, 64年, 77年, 103年- - - - - - 106年]。此外,微生物群落,细菌垫,甲烷生化珊瑚礁,和碳酸盐外壳与冷渗在琼东南盆地发现了西沙海槽,东沙地区,Taixinan盆地北部SCS(图 2)[ 17, 47- - - - - - 49, 52, 101年, 107年, 108年]。这些海底渗漏现象,特别是气流的发现,表明研究区域的气源是充分的。出现大量的双壳类和细菌垫通常是寒冷的渗透与活跃的甲烷渗漏的迹象,而碳酸面包皮可能表明甲烷渗漏的停止。这些迹象也表明,天然气水合物可能积聚在寒冷的渗透面积。

基于三维地震剖面的精细解释在琼东南盆地,许多地球物理异常密切相关气体渗流是深水区(图中标识 3)。此外,大量的海底凹痕,成堆,和声学消隐反射,这表明游离气和天然气水合物的存在,被确定在浅层剖面(图 4)。声落料反映了含气地层的反射,这是符合当地的结构高,表明气体的积累特征在高点。小土堆,即。,tens to hundreds of meters in diameter, were interpreted on top of the acoustic blanking, indicating the accumulation and seepage of gas from depth. The presence of large flourishing biological communities often indicates the presence of current methane seepage, which is likely related to the dissociation of the gas hydrates precipitated in the shallow strata. The commonly occurring microtopography of the seabed and the acoustic anomalies suggest that there is distinct hydrocarbon leakage, indicating a good prospect for gas hydrate occurrence in the deep water Qiongdongnan Basin.

地震剖面显示海底microgeomorphological特性与气体渗流深水琼东南盆地有关。

(一)浅层剖面及(b)地震剖面显示海底microgeomorphological特性与气体渗流深水琼东南盆地有关。

在地震剖面上,最有利的指标发生天然气水合物BSR,展品高振幅模仿的海底反射负极性和通常横切周围的地层。BSR是公认的重叠层低隆起和琼东南盆地的斜坡区域,但通常很难确定在深凹陷由于平行第四纪地层的沉积(图 5)。一个BSR显然是被产生的地震异常气体迁移沿低隆起,用模糊地震反射区BSR(以下数据 5(一)和 5(d))。BSR的气体渗流通道扩展到海底发现的高精度三维地震剖面,显示了“停”的特征事件两侧的垂直通道(图 5(a))。停在了反射镜通常是由材料的存在比周围地层自硬质材料会导致速度异常( 53, 109年]。天然气水合物钻探和取样期间进行的gmg探险5和6表明,坚硬的材料,包括天然气水合物和自生碳酸盐岩沉淀在渗流/迁移途径,对应于停特性( 76年]。活塞取心,推动取心也恢复了天然气水合物和自生碳酸盐岩地下渗流网站在琼东南盆地沉积物( 49, 50]。裂隙充填的天然气水合物钻探和ROV潜水网站优化在琼东南盆地主要针对渗流路径与停特性,并发现这些地震异常代表天然气水合物的赋存与碳酸盐岩( 50, 51, 76年]。此外,渗流通道通常对应于寒冷的渗透在海底火山口,这种现象已经普遍观察海马冷渗(数字 5(一)- 5(c))。异常与不同的振幅与海底渗漏相关地震剖面上观察,主要包括高振幅与建筑相关的亮点和大面积的消隐或混乱的反射区造成的泥底辟构造和/或气烟囱,促进天然气运移和聚集在地层深处[ 77年]。天然气水合物和渗透也被发现在浅地层泥底辟构造和天然气烟囱Shenhu地区,东沙地区,琼东南盆地北部SCS。

(一)地震剖面显示海马的油气运移和渗流特性寒冷的渗透。(b)微生物群落和(c)大规模天然气水合物恢复从海马冷渗(修改( 49])。(d)地震剖面显示下面的深层结构特点海马冷渗入琼东南盆地南部低隆起区。大范围的声波模糊区产生的气体从烟囱中可以观察到地震剖面,显示深度碳氢化合物的向上迁移,为气体渗流和天然气水合物提供材料积累。

气烟囱杂乱地震反射和下拉功能指示烃类的运移和聚集,以及建筑和相关的地震异常指示天然气水合物的积累,发现了解释quasi-3D东沙地区的地震资料( 53, 76年, 85年, 86年]。此外,大量的衰退和铲状断层已确定浅层。上述特征表明在该地区天然气渗漏的发生和各种海底微地貌的发展的可能性与气体渗流。大量的冲裁区域被发现在底基概要文件( 105年, 106年)(图 6(a)),这表明可能有高的泥底辟构造地层压力或错误有利于流体迁移。基于浅层剖面的分析,声消隐反射异常指示泥浆火山的存在和气体积累浅层沉积物的观察(图 6(b)),发现有许多凹痕,可能是由于海底天然气渗漏( 105年, 106年)(图 6(c) - 6(h))。当深含气液体被浅层,不能达到海底,上部地层变形由于超压和会形成圆顶特性在海底,这也是气体渗流的宏观表现海底以下(图 6(d))。气烟囱在地震剖面上普遍观察到东沙区域( 110年]。一般来说,这些气烟囱是无序和混乱的内部反射或声消隐的特征。此外,连续从两侧反射事件突然中断和终止在烟囱的边缘地带。事件的推倒现象可以常见气烟囱的顶部,和双方的亮点和上方的顶部是不同的(图 6)。低振幅,推倒特性主要是由低速异常由充气。亮点是增强反射形成的游离气体的积累。大部分的气烟囱从第四纪地层的中新世地层。在计划视图中,气烟囱主要位于东部和西部的山脊,表明当地结构高控制油气运移和聚集(图 7)。垂直、大型气烟囱在钻探区域几乎终止BSR以下,表明含气液富集的天然气水合物稳定带(BGHSZ)向上迁移,和天然气水合物沉淀在适当的温度和压力条件下( 53, 62年, 97年, 111年]。也就是说,气烟囱控制油气运移和天然气水合物形成和积累在东沙地区。此外,泥底辟构造和泥火山也在台湾西南近海深水Taixinan盆地的开发。他们表现出大范围的垂直声消隐和混乱的反射地震剖面,穹顶和锥形结构通常观察到海底。连续的建筑已经解释火山附近的泥土,泥底辟构造,和天然气烟囱,表明天然气水合物的存在(图 8)。

浅层剖面和地震剖面显示microgeomorphological特性与寒冷的渗透和天然气水合物相关积累在东沙地区(修改商et al。 105年和商等。 106年])。脓疱是密切相关的从深地层含气性流体迁移,由声消隐显示和底基上的混沌特性和地震剖面。潜艇丘与自生碳酸盐路面引起天然气水合物分离和渗流的碳氢化合物。

(a)分布的气烟囱,错误,和天然气水合物钻探地点GMGS2远征钻探区东沙地区。钻孔的位置网站从Konno et al。 53和Zhang et al。 85年]。(b)和(c)地震剖面显示天然气水合物钻井和取心网站积累特性,在天然气水合物和埋碳酸盐被证实通过日志和密闭取心(修改Konno et al。 53])。(d)和(e)大规模天然气水合物样品收集的网站GMGS2-W08 [ 133年]。(f)碳酸盐岩恢复从网站GMGS2-W08(修改中et al。 94年])。

(a)地震剖面显示建筑观察附近的泥火山开发海外台湾西南部(修改从刘et al。 97年])。(b)冷渗通风口和在海底天然气水合物暴露在福尔摩沙脊网站F [ 47]。(c)地震剖面显示气体渗流和建筑在福尔摩沙脊交叉站点F [ 124年]。(d)地震剖面显示气体渗流和建筑指针脊( 126年]。(e)气体烟羽发现指针脊( 126年]。公关是指针岭出错。

与东沙地区类似,Shenhu地区地震剖面显示,有一个大范围的模糊反射区形成的底辟构造和/或气体的烟囱,有柱状或蘑菇出现在垂直方向( 53, 76年, 85年, 86年]。亮点观察气烟囱的顶部和边缘的活跃的含气液体Shenhu地区。建筑是广泛分布在研究区,和非常高的振幅建筑发生在上层部分的气烟囱( 103年, 104年]。一组非晶增强反射的斜BSR通常发生立即BSR上方。钻探证实,这些增强的反思表明天然气水合物的存在( 80年, 112年)(图 9)。与高分辨率三维地震数据的采集和解释,大型铲状断层连接深源厨房,medium-deep石油储层和浅GHSZ观察在天然气水合物堆积区( 103年, 104年, 113年]。此外,人们已经发现,滑动断层在GHSZ部分与建筑和向上延伸到海底,构成通路,天然气可以进入GHSZ或逃避和泄漏进入水体后由于边坡破坏天然气水合物分离。尽管没有活性气体渗流或冷渗已确认目前,paleo-cold渗透活动已经确认通过沉积物的地球化学测试恢复Shenhu区域( 114年- - - - - - 116年]。

气烟囱(a)重叠关系,泥底辟构造,泥浆火山,凹痕,建筑和气藏Shenhu地区(修改从陈et al。 103年])。(b)离解的孔隙充填传播天然气水合物样品。(c)天然气水合物漂浮在深钻( 81年]。(d)和(e)地震剖面显示的地球物理反射特征Shenhu地区天然气水合物钻探地点(修改从金等。 138年])。

 4所示。天然气水合物的分布与积累冷渗

海底观测和取样,天然气水合物的地震勘探,钻井证实,几乎所有的区域包含冷渗SCS优惠北部地区天然气水合物积累( 48- - - - - - 51, 76年, 86年, 117年, 118年]。天然气水合物相关积累冷渗透活动被发现的开发区paleo-cold渗入Shenhu地区活跃的开发区冷渗入深水琼东南盆地paleo-cold渗透和积极的和发展区域冷东沙地区渗透和Taixinan盆地。

GMGS1, GMGS3, GMGS4天然气水合物钻探探险和许多地质调查都是Shenhu地区进行的,60多个钻孔钻,和高的孔隙充填天然气水合物饱和度已经恢复从160 ~ 240年在网站SH2 mbsf通过密闭取心,SH3, SH7, W11, W17 W18, W19(图 1 (c))[ 74年, 80年, 87年- - - - - - 90年, 112年]。此外,自生碳酸盐与强大的古代厌氧甲烷氧化(急性中耳炎)也已恢复,表明paleo-cold渗入Shenhu区域( 118年, 119年]。已发现大量浅层沉积物从活塞取心网站08年cf7和Site4B Shenhu天然气水合物聚集区。研究表明,收集到的自生碳酸盐矿物cold-seep起源,和他们的形成表明海底甲烷渗漏和甲烷厌氧氧化(急性中耳炎)[ 115年, 116年]。此外,冷冷泉碳酸盐岩的发现反映了富含甲烷的液体在这一领域的不断渗透,并推测,天然气水合物的分解是寒冷的渗透活动的一个重要原因在这个区域( 114年]。虽然天然气水合物的存在没有被确认在这些活塞通过钻井取心网站,建筑的广泛分布和大量的钻孔钻Shenhu的其他部分地区已经证实填充孔隙的广泛存在天然气水合物( 80年, 87年- - - - - - 91年, 112年]。地质和地球物理数据也显示,有泥底辟构造,气烟囱,在这一领域和相关的断层系统( 103年, 104年, 113年]。在计划视图中,BSR的分布和稀有气体的分布很有烟囱(图 9),这表明丰富的天然气供应有利于天然气水合物的形成和广泛的分布。天然气水合物钻探探险GMGS1 3和4 Shenhu地区已经证明,高饱和度的取心网站天然气水合物(67%)钻和获得直接加上BSR(下面的含气性迁移途径 80年, 81年, 103年, 104年, 113年]。然而,高饱和天然气水合物的积累数十米厚可能阻止进一步渗透气体低于GHSZ分为浅层和海底,导致几乎没有渗流在当前地质背景。

BSR深度中央凹陷带和南部低隆起区琼东南盆地被解释为有广泛分布,表明天然气水合物(图的广泛存在 1(一)),提高地质调查和钻探项目近年来在这一领域进行( 77年, 120年]。2015年,大规模的天然气水合物样品是通过活塞获得取心下面浅地表几米的海底在海马冷渗低隆起南部[ 49, 50]。附近的天然气水合物主要分布气体渗流发泄,这是密切相关的自由气体。在海马冷渗透地区,大量的气体渗流/泄漏喷口曾被观察到在海底( 84年]。垂直通道的海底地震剖面可以直接观察到的,和大量的天然气水合物积累了这些通路附近( 49, 121年]。天然气水合物钻探后进行了探险GMGS5和GMGS6 qh - ROV - 2018 ROV调查探险,他们发现了一种新的深水Qiogndongnan盆地冷渗透系统。14网站钻和记录,除了一个网站,所有的网站针对裂隙充填天然气水合物在寒冷的渗透系统。2018年,深层天然气水合物钻井进行了探险GMGS5在寒冷的渗透区域的顶部垂直渗流通道形成的大型气烟囱在琼东南盆地东部,那里巨大的结节状,通过密闭取心和分层的天然气水合物是恢复的浅层(~ 200 mbsf)网站W07 W08, W09(图 1 (b))。天然气水合物主要是沉淀的骨折和小断层在GHSZ [ 51, 76年, 82年]。这样的骨折和小断层形成通过气体压裂不仅构成通路通过气体泄漏到海底深处也为天然气水合物积累提供了空间。因此,海底冷渗通风口证实了ROV和地震剖面上的泄漏途径确认在这个地区是天然气水合物的发生的直接指标。此外,碳酸盐岩钻在寒冷的海底渗透面积,是天然气水合物的分解的产物。这表明GHSZ的变化伴随着深气体通量的变化在寒冷的渗透活动,导致多级天然气水合物形成和分解( 82年]。2019年,发现了一个新的活跃的冷渗系统的海马ROV在东部区域海马冷渗深水琼东南盆地。天然气水合物直接暴露在海底和伴随着大型天然气渗漏观察,表明一些天然气水合物分解的过程中( 122年]。

地震解释和Donsha地区天然气水合物钻探表明,BSR的分布也与气烟囱和NE的分布趋势铲状断层在计划视图中。2013年,gmg开展天然气水合物钻探探险GMGS2,针对天然气水合物的积累在九龙东沙地区甲烷礁珠江口盆地东部。总共有23个水井钻探和记录(图13个网站 1 (d)),以及大量的天然气水合物样品与不同的事件,包括大规模、静脉,叠层,结节性,和传播,从多个气体hydrate-bearing层在220 mbsf网站W05, W07, W08, W09, W16 [ 85年, 86年]。天然气水合物通常积累在顶部地层有明显渗漏特性在气烟囱区域(数据 7(b)和 7(c))。然而,冷渗钻探地区目前不活跃,和海底被大面积的覆盖碳酸盐路面和死亡的微生物群落 53]。碳酸盐岩样品也已获得通过钻井和取心GHSZ,表明天然气水合物分离陪同寒冷的渗透在地质历史 94年]。此外,一个活跃的寒冷与不同的气体渗流和渗透现场发现了微生物群落F台湾西南和暴露在海底天然气水合物被发现 47, 48, 53]。在计划视图中,大多数活跃的和不活跃的冷渗位于BSR的分布区域(图 1)。也有一个明显的连接海底天然气水合物和渗流,积累和天然气水合物和/或顶部的两侧的垂直渗流途径(图 7)。

 5。天然气水合物系统 5.1。含流体迁移

通过进一步的研究近年来,海洋石油地质研究和勘探证实,深海寒冷的渗漏,天然气水合物积累,和相关的地震异常,包括建筑,在北方SCS含流体迁移途径密切相关,这是由构造和沉积条件控制的。天然气水合物系统相关基因集中流体流动和渗流系统组成的泥底辟构造、泥火山、气烟囱,管道,和断层在不同地区 49, 53, 76年- - - - - - 78年, 80年, 85年, 121年, 123年, 124年]。

钻探地点的探险GMGS1、GMGS3 GMGS4 Shenhu地区位于气烟囱的顶部或泥底辟构造,提供的途径深含气液体可能会迁移到浅层和运输产热的气体产生的下第三系烃源岩和白云凹陷中浅层生物气GHSZ形成天然气水合物( 112年, 113年]。钻探地点的高饱和天然气水合物(~ 60%)恢复通过密闭取心,如网站W18和W19深下第三系地层的含气液体向上迁移以及大规模的泥底辟构造和气烟囱,导致大模糊地震带的地震剖面 77年]。在计划视图,开发范围的底辟构造和天然气烟囱有非常明显的关系BSR和天然气水合物分布的累积,这是沿着山脊(图主要分布 9)。这表明这些含流体的迁移途径控制了天然气水合物积累Shenhu地区( 104年, 112年, 113年]。基于高分辨率三维地震数据,发现也有大,深大断裂Shenhu地区连接下第三系烃源岩和浅GHSZ,也作为流体运移的垂直通道,尤其是产热的气体来自深层烃源岩( 104年, 112年]。GHSZ内,由于沉积物滑翔和/或滑坡,一些气体hydrate-bearing地层形成滑坡的缺点,与海底连接GHSZ的基础,构成通路的气体进入GHSZ会进一步上升,和一些气体可能泄漏的海底天然气水合物的分解后,产生流体向上运移。此外,含气液体沿着先前存在衰退通常迁移错误发达BGHSZ上面,这海底流体逃脱反过来可能导致崩溃和天然气水合物分解。

中海底天然气渗漏发生在深水琼东南盆地和大量的渗漏途径与天然气水合物的形成和积累发展,包括泥底辟构造、气烟囱,和错误的变量尺度( 77年, 78年]。BSR的分布表明,天然气水合物的发生有直接垂直与平面叠加关系这些流体活动( 77年]。最重要的是,地震反射在海马冷渗透于2015年发现混乱,形成了一个巨大的模糊区由于深层气体的迁移到浅层。此外,一些缺点和骨折已确定在寒冷的渗透,构成垂直通道深流体迁移和渗流( 49, 121年]。在2018年和2019年,巨大的天然气水合物样品成功获得大量气烟囱开发区在琼东南盆地东部[ 51, 76年, 82年]。地震解释和天然气水合物钻探表明,天然气水合物积累密切相关底层气烟囱和深埋地下的低隆起。大断层发展两岸的提升直接连接深源与垂直气烟囱和GHSZ厨房,作为产热的油气运移路径( 76年, 125年]。

中新世末以来,新构造活动发生在寒冷的渗透和天然气水合物聚集区在东沙地区。大量的气烟囱、泥底辟构造和火山泥,充当含流体迁移途径,在这方面发展。特别是,集群的气烟囱已确定在地震剖面GMGS2天然气水合物钻探区域( 53, 64年]。另一种类型的油气运移途径在东沙钻探区域是缺点,主要是继承了断层和上方的小活动断裂和/或侧翼的大型气烟囱,和一些遗传错误向下扩展到深埋地下的地下室。故障发展通常是伴随着气烟囱或直接坐落在气烟囱。这些缺点晚中新世以来一直很活跃,主要分布在西方岭钻探区域。然而,缺点开发的东岭更丰富和更小的大小(图 7)。大部分的确定断层是接近垂直的和急倾斜,由中新世末第四纪。一些缺点甚至到达海底。上面的许多缺点开发和/或侧翼气烟囱是陡峭的发生,规模较小,和变量在罢工。他们经常把BSR和增强反射,这是向上迁移的结果碳氢化合物气烟囱和深大的缺点。当气体通量充足,GHSZ天然气水合物形成和积累。此外,天然气水合物聚集区对应故障的罢工和气烟囱(图的扩展方向 7)[ 85年]。天然气水合物钻井和取心网站在东沙地区基本上是位于断层附近的顶部气体烟囱(图 7)。裂隙充填的成功恢复天然气水合物表明高效流体迁移系统故障和气体组成的烟囱启用高通量含流体运移和天然气水合物聚集在东沙地区,同时也控制了形成、积累、和天然气水合物的分布 110年]。

在东部东沙地区,附近的火山泥和泥底辟构造建筑在Taixinan盆地发育良好,表明他们构成的途径迁移所需的含气液体天然气水合物的形成( 97年]。气烟囱、管道结构和不整合,构成了通路的含气液体转化GHSZ模式,也被观察到在这个区域(图 8)。基于地震剖面穿越站点F(福尔摩沙脊)冷渗Taixinan盆地,气烟囱组成的迁移途径气体泄漏到海底深处,形成冷渗被确定( 53, 124年]。此外,泥底辟构造和天然气海底烟囱直接连接的BSR和构成气体迁移和漏泄通路也确定指针岭Taixinan盆地,形成冷渗和气流在海底 126年, 127年]。

虽然大部分的气体渗透在北部发现SCS先前存在的相关通路由断层、气烟囱,泥底辟构造,都有气体渗透形成由于气体本身的行为。许多高分辨率地震剖面展示指标存在浅层气的第四纪沉积物在北方SCS渗漏,如管结构,亮点,海底成堆,和凹痕(数字 3和 4)。这些地下气体渗流/泄漏区域可能是天然气水合物分离造成的,与现有的深大断裂和泥底辟构造。

 5.2。类型和来源的水合物气体

冷渗系统的形成和活动都伴随着大量的物质,包括水、气、各种化学物质,从地层深处和沉积物,泄漏到海底。含流体的迁移和供应提供冷渗透活动的物质基础和天然气水合物积累。源和气体水合物的起源也会影响冷渗和天然气水合物储层的开发规模。水合物的成因类型和潜在的烃源岩天然气在寒冷的渗透SCS北部地区已基本特征通过海底原位ROV激光拉曼调查、海底和地下抽样,天然气水合物样品的地球化学分析( 50, 128年- - - - - - 133年]。

水合物气体样本的浅表面海马冷渗入琼东南盆地西部SCS表明,甲烷是主要的组件,浓度> 99.5%,乙烷和丙烷通常出现在非常低的浓度。大部分的甲烷的碳同位素值都小于-60‰。碳(的情节 δ13C1)和氢( δD)的同位素值表明,甲烷水合物气体的混合生物气体和产热的气体,偏向于生物气体。乙烷碳同位素的范围从-25.5‰- -26.8‰( 50]。天然气水合物的地球化学组成和同位素特征表明,除了浅生物天然气供应的天然气水合物的形成,深入成熟的产热的气体也导致了天然气水合物的形成和积累 50, 77年]。2018年,GMGS5远征进行深钻在寒冷的复苏渗透在琼东南盆地东部地区天然气水合物样品。地球化学分析结果表明,水合物气体含有高达20%的C2+烃气( 76年, 134年]。的 δ13C和 δ甲烷的D值表明水合物气体混合遗传起源但主要产热的气体( 125年]。此外,通过比较分析《创世纪》的浅深常规天然气水合物气体和,它已经被认为有密切浅层天然气水合物储层之间的遗传关系,深层烃源岩,和常规石油储层( 76年]。在垂直长途迁移,深产热的气体可能进行微生物降解和转化,成为二次微生物甲烷( 125年, 134年),连同浅层生物气为天然气水合物的形成提供足够的材料。一般来说,寒冷的渗透活动和天然气水合物积累在琼东南盆地是由生物和产热的气体(图 10)。

基因与寒冷相关类型的水合物气体渗透系统和常规天然气从深层气藏在珠江口盆地(LW3-1)和琼东南盆地(LS17)南海北部。gmg 1, 2, 3, 4, 5水合物气体数据来自苏et al。 74年),Zhang et al。 132年),Zhang et al。 134年),和沙等。 141年]。海马冷渗天然气水合物数据来自米舒尔et al。 50]。的常规天然气数据LW3-1 LS17来自戴et al。 131年和Zhang et al。 155年]。陈Taixinan盆地的烃数据来自et al。 144年]。

获得的样本期间Shenhu地区天然气水合物钻探表明,天然气水合物千差万别的起源在不同采样地点。获得的天然气水合物甲烷浓度的网站SH2 SH3,和SH7 GMGS1钻探2007年远征> 99.9%,而且大部分的甲烷的碳同位素值比-55‰,指示生物气体( 129年, 135年, 136年]。然而,相信产热的气体也促进了天然气水合物积累进行分析的基础上 δ13C1和 δ甲烷的D值和天然气水合物的地质特征积累( 74年]。根据钻探的结果探险GMGS3在2015年网站W11和W17,甲烷水合物气体的浓度是主导,和 δ13C1值基本上是轻于-60‰,指示微生物气体,而 δ13C1值的水合物气体从网站W18 W19大于-50‰,暗示生热的气体( 132年]。天然气水合物的地球化学分析收集到的第一个天然气水合物生产站点Shenhu地区表明水合物气体是生物和产热的气体的混合物( 137年]。一般来说,水合物气体Shenhu地区来源的生物气体和产热的气体( 119年, 132年),但大部分的区域是由生物气体(图 10)。此外,类似于琼东南盆地,产热的气体的来源的天然气水合物储层Shenhu地区深层气藏(密切相关 132年, 138年]。遗传类型的产热的气体在确认Shenhu地区天然气水合物储层类似于气体在传统水库深处,如LW3-1 PY30-1, PY35-1,来源于成熟的下第三系烃源岩的生烃供应在白云凹陷 81年, 132年, 139年, 140年]。

获得的甲烷水合物气体浓度在探险GMGS2东沙面积96.5 - -99.8%,和C2+碳氢化合物被检测到。的 δ13C1的甲烷值是-68.4‰,-71.2‰,和 δD值是-182‰为-184‰,表明生物起源(图 10)[ 141年]。虽然天然气水合物的成因从钻井数家网站表明,只有获得生物气体导致天然气水合物的形成,一些研究人员认为,产热的气体,深海石油密切相关水库了东沙地区天然气水合物的形成基于生物标志物的分析气体hydrate-bearing沉积物中的有机物质( 142年, 143年]。然而,深海石油储层在这个领域还没有被确认在任何商业钻孔。原位激光拉曼探测Taixinan盆地和测试表明,有大量的天然气水合物中甲烷气体积累渗透浅冷地区( 47, 48]。此外,从泥火山收集的碳氢化合物的地球化学研究发展区域显示 δ13C1值的范围从-103‰至-35.6‰,大部分的值大于-50‰,表明水合物气体是生物和产热的气体的混合物,偏向于产热的气体。这也表明深成熟烃源岩的贡献天然气水合物积累( 130年, 144年]。

 6。讨论 6.1。含气液体和海底形态之间的关系寒冷的渗透

海底天然气渗漏和/或泄漏可以大大改变海底的地形,形成凹痕,自生碳酸盐外壳,成堆,穹顶,泥火山和其他microgeomorphic特性( 15, 27, 40, 57, 60, 61年, 63年, 64年, 115年, 145年, 146年]。此外,chemosynthesis-based社区,独特的冷渗碳酸盐矿物,天然气水合物的发生经常遇到在寒冷的渗透开发区。多个海底地貌特征已确定冷渗及其相关分布地区的天然气水合物积累在北部SCS,指示深部流体活动之间有着紧密联系,形成海底的地形和地貌特征。

在寒冷地区包含渗透和天然气水合物积累在琼东南盆地生物气和深产热的气体主要由甲烷迁移到并通过迁移和聚集在浅地层渗流通道,包括断层、管道、底辟构造,气烟囱,泄露到海底形成冷渗( 49, 77年, 121年, 123年, 147年- - - - - - 149年]。含液体的快速迁移和流动常常产生气泡羽流或气体火焰在海底。快速、突然的通量的气体和水创造陨石坑和/或凹痕在海底 150年]。小麻子可能深流体渗流的结果,地震剖面上可直接观察。高通量气体和/或液态碳氢化合物在海马冷渗透地区引起强烈的气流数百米高( 77年]。介质流量液体可以在地下形成天然气水合物沉积物,甚至形成天然气水合物土堆和伴随的化学合成的社区( 40),验证了ROV观察2018年在海底天然气水合物钻探地区东部的海马冷渗( 122年, 149年]。相应的流体活动与变量通量之间的关系和海底地貌已观察到深水琼东南盆地,表明深部流体活动的强度在不同地区的盆地是多样化的,这非常类似于寒冷的渗透和天然气水合物相关积累在墨西哥湾地区( 57]。

大规模的人行道和/或补丁的碳酸盐地壳在海底被发现在天然气水合物钻探区域(东沙地区 151年, 152年]。这些海底的沉积物的形成与paleo-cold渗透管道系统组成的深层气烟囱和错误。已经提出了碳酸盐岩的形成外壳与天然气水合物的大规模分离过去~ 30 - 40 ka ( 93年, 151年, 152年]。当前寒冷的东沙天然气水合物钻探地区渗透流体活动较弱,所以很难找到活跃冷渗通风口,气体泄漏,在海底生物群落。然而,在寒冷的渗透发展等领域网站F说Taixinan盆地,有独特的渗流通道和/或海底成堆在地震剖面上,和海底成堆,泥火山,和凹痕已经清楚地观察到通过海底观测 53, 83年, 124年]。有丰富的与冷渗透系统相关的微生物群落,和天然气泄漏和大规模的直接观察在海底天然气水合物,表明一些天然气水合物分解。此外,泥底辟构造和泥火山通常发达Taixinan盆地和通常伴随着强烈的含流体活动。大量的气体迁移到深处GHSZ通过天然气水合物的泥底辟构造和沉淀。这些现象表明,含气液体东沙面积weak-medium目前的活动,但它可能是非常有力的很长一段时间过去成千上万年。相比之下,含气液体Taixinan盆地相对激烈的活动。

在浅层生物气生成的微生物只能扩散原位或疏松的多孔沉积物在有限的距离,而且可以丰富GHSZ高压和低温条件下通过低通量渗漏和扩散形成天然气水合物( 153年]。一般来说,活跃的含气液体的强度diffusion-dominated地区极其微弱。钻井和取心证明大量的微生物原位生成气体和很短的距离内扩散形成广泛分布的孔隙充填Shenhu地区天然气水合物( 87年- - - - - - 91年]。尽管地球物理和地球化学证据表明产热的气体的贡献天然气水合物的形成和积累Shenhu地区( 74年, 132年, 138年, 154年),天然气供应是有限的,可能会限制该地区附近的气田LW3-1。一般来说,由于弱含气液通量,海底渗漏是很少观察到,几乎没有海底海底冷渗透系统和相关自生碳酸盐人行道。此外,paleo-cold渗透的证据被发现在Shenhu区域,表明天然气水合物的分解和天然气渗流发生在过去。

基于上述讨论海底形态、相关联的含气液体冷渗系统的活动,和相关的天然气水合物系统证实了琼东南盆地,Shenhu区域,东沙地区Taixinan盆地,它是合理的得出冷渗的海底形态是由强度控制活动深含气液体的SCS的北坡。因此,观察和研究海底地貌、含流体的发展特点和相关的微生物群落在寒冷的渗透系统对天然气水合物勘探具有重要意义。

 6.2。深深浅浅的耦合的天然气水合物,冷渗、深层石油储层

从上面分析的起源冷seep-associated水合物气体,发现hydrate-bound气体,特别是产热的气体,有一个非常密切的亲缘关系,深层烃源岩和/或石油储层。穿越寒冷的渗透和天然气水合物地震剖面积累领域也显示,深含气液体可以通过多个途径运输到GHSZ沉淀为天然气水合物或泄漏到海底,形成冷渗。

在琼东南盆地开发冷渗地层上覆低隆起的顶部的pre-Paleogene地下室,从强烈的岩浆侵入,导致 84年, 123年, 138年]。此外,断层和裂缝形成的隆起结构导致活动突然坐下的一代系统( 84年, 123年)连接到深下第三系烃源岩,向上运输深碳氢化合物,导致气烟囱的形成和相关的超压流体泄漏。沿着这些气体大量产热的迁移和生物气烟囱GHSZ形成裂隙充填天然气水合物在大众运输存款(mtd) [ 76年]。天然气水合物石油系统的分析揭示了浅层天然气水合物和深度之间的密切关系传统石油储层。我们可以看到从地震剖面(图 5),深层的中央通道砂气藏和源地层直接垂直耦合与天然气水合物的分布之间的关系。的地球化学特征在探险GMGS5天然气水合物钻探表明,浅层气的产热的气体水合物聚集区是一致的起源等深层储层的天然气LS17-2, LS22-1, Y8-1 [ 125年, 155年, 156年]。因此,人们相信浅层天然气水合物与深层气藏同源。提供的含流体发展和进化的烃源岩深度抑郁,迁移系统由低隆起构造活动造成的,相关的缺点,气烟囱共同控制潜艇冷渗系统的形成和琼东南盆地的天然气水合物积累。

水合物气体从几个取心网站Shenhu地区是由产热的气体,这也是与深层油气储层( 132年, 138年]。大规模的泥底辟构造和天然气烟囱起源于早第三纪地层,并迁移路径连接的产热的气体厨房GHSZ(图 9)。天然气水合物的元素系统是一致的在所有的天然气水合物积累Shenhu地区水库( 104年, 132年, 138年]。此外,天然气水合物饱和度越高,气体源空间匹配关系越好,迁移途径和GHSZ [ 80年, 104年]。混乱声反射产生的泥底辟构造和天然气烟囱已确定以下BSR在网站W18和W19 GMGS3天然气水合物钻探领域已发现> 60%饱和度。含流体向上运移和充电控制高饱和天然气水合物的形成( 80年, 81年, 104年]。此外,高角度断层已确定立即低于高饱和天然气水合物储层(建筑)网站W11和W17 [ 80年]。更深层次的区域,都有一个深深浅浅的耦合关系浅层天然气水合物和深海石油水库、气烟囱、泥底辟构造,和高角度断层直接连接深水库和浅GHSZ [ 104年]。例如,深气田产热的气体LW3-1被运送到了GHSZ大断层和泥底辟构造形成高饱和天然气水合物( 138年),已被证实的同位素组成气体和常规天然气水合物在白云凹陷 119年, 132年, 138年]。因此,深的有效耦合气体源、迁移途径,GHSZ提升高饱和度的迁移和积累Shenhu地区天然气水合物。

有冷渗变量活跃强度和东沙地区天然气水合物积累有关。然而,获得的直接证据从可用恢复天然气水合物地球化学分析表明水合物气体样品微生物的起源和无关深层烃源岩。此外,到目前为止,没有发现商业常规油气储层在东沙地区,使它更加难以证明的关系浅天然气水合物和深海石油储层。然而,最近的盆地建模和地球化学研究表明,深层烃源岩和可能的石油和天然气储层可能导致浅层天然气水合物的形成( 142年, 143年]。此外,产热的气体与泥浆火山已经检测到在附近说Taixinan盆地浅层天然气水合物表明潜在的耦合关系和潜在的深层石油储集层( 130年, 144年]。

基于上述讨论,相信有一个深深浅浅的冷渗透系统耦合关系,石油天然气水合物储层和深水库在SCS的北坡。有理由得出这样的结论:深海石油系统和含流体迁移系统共同控制潜艇冷渗系统的发展和天然气水合物的浓缩在北方SCS积累。

 6.3。天然气水合物勘探意义

地质、地球物理和冷渗透系统和天然气水合物的赋存特征系统在不同地区的北部SCS可以通过分析特征的地质和地貌特征冷渗透系统基于海底图像数据从海底观测,获得深穿透和浅层地震剖面,天然气水合物钻井和取心信息。扩散型(孔隙充填为主)和渗漏类型(裂缝充填为主)天然气水合物与冷渗透系统已确认和恢复的北坡SCS [ 49, 51, 53, 76年, 80年, 81年, 85年- - - - - - 91年, 112年, 120年]。Shenhu地区天然气水合物是扩散型填充孔隙出现,他们主要积累在沉积物主要由粘土质粉砂。琼东南盆地的天然气水合物主要渗漏类型和主要存在裂隙充填水合物,而裂隙充填和孔隙充填天然气水合物已发现在同一个站点在不同深度东沙区域钻探。因此,在积累有显著差异,不同地区的天然气水合物的赋存特征。天然气水合物钻井Shenhu地区,东沙地区,和琼东南盆地透露,天然气hydrate-bearing沉积物主要是粘土质粉砂和粉砂粘土不同岩性。从不同的角度在寒冷的发展渗透系统的强度活动的含气液体,气体迁移路径的类型,深深浅浅的GHSZ耦合关系和深埋地下的烃源岩的天然气水合物可能共同控制的差异出现和积累类型。

孔隙填充天然气水合物中的甲烷主要来自附近的地层GHSZ。甲烷通量是有限的,它通常是在孔隙水的溶解状态 157年]。在短距离内气体迁移通过毛孔,骨折,缺点。当甲烷溶解在孔隙水的浓度超过了两阶段water-hydrate系统的热力学平衡饱和溶解度,溶甲烷沉淀形成天然气水合物在BGHSZ立即( 158年]。然而,几乎没有任何冷渗曾被观察到在地区丰富的孔隙充填天然气水合物由于相对较低的含气液体通量和不透水气hydrate-bearing沉积物。钻探结果表明之间有很好的对应关系天然气水合物的分布和BSR Shenhu区域。BSR主要分布在海底山脊、脊位置下降到深海平原( 80年, 103年, 104年]。此外,BSR的分布具有良好的空间重叠关系的发展和分布地区的泥底辟构造和天然气烟囱,表明气体迁移条件可能控制天然气水合物的分布。然而,尽管泥底辟构造和天然气烟囱从深层地层向上延伸,他们可能有一个有限的迁移影响深产热的气体,只有一小部分的产热的气体可能会迁移到GHSZ天然气水合物沉淀。因此,缓慢的浅层生物气的扩散和迁移的产热的气体来自有限深地层控制着孔隙填充Shenhu地区天然气水合物。

泄漏类型天然气水合物提供生物气和产热的气体恢复或推测Qiondongnan盆地,东沙地区,说Taxinan盆地北部SCS表明中甲烷通量迁移到海底断层通过自由气体泄漏和/或渗漏,气烟囱,管道、泥火山、泥底辟构造控制了油气运移和天然气水合物积累。当气体渗透和/或泄露到海底由于流体通量高,很可能导致地貌特征,如凹痕和成堆,和冷渗微生物群落发展。此外,通过自养生物群的代谢过程,自生碳酸盐岩容易沉淀。因此,海底微貌和露头碳酸盐岩在寒冷的渗透系统在深水领域的重要指标的发生渗漏类型天然气水合物。渗漏类型天然气水合物富集地区类似的起源由钻探发现世界各地包括北卡斯卡底古陆水合物脊在西方大陆边缘的美国( 26, 151年],墨西哥湾的[ 159年, 160年),印度的近海K-G盆地( 161年在韩国,Ulleung盆地( 109年, 162年]。因此,基于综合分析地震,底基,和多波束数据,分析构造活动和调查海底地质和地貌特征的地区含流体迁移系统发展是主要的方法来探索活跃冷渗和渗漏类型天然气水合物系统( 163年- - - - - - 167年]。

一般来说,寒冷的渗透系统及其相关的北坡天然气水合物积累SCS已经发现与深层烃源岩关系密切和/或石油通过多个含气储层流体迁移路径。也是合理的提出,传统的石油和天然气和天然气水合物在含油盆地共生。因此,常规油气储层和有利油气成藏领域也有利的天然气水合物勘探目标。的发现冷渗透系统也是一个重要的指标气体水合物发生在SCS和原位地球物理调查和深钻是必要的。我们期待的重大发现气体hydrate-associated冷渗透系统和知识的SCS的进步。

 7所示。结论

冷渗透系统与不同的微地貌和地质和地球化学特征的强度相关的活动在南海北部含液体。琼东南盆地冷渗的活动中,与丰富的气体渗流,羽毛和微生物群落。东沙地区活跃的冷渗和Taixinan盆地在琼东南盆地类似,表现出中等流体通量。此外,广泛的自生碳酸盐人行道在某些paleo-cold渗漏有关渗流的天然气水合物的分解和戒烟。流体活动Shenhu面积目前疲软,和几乎没有海底泄漏

南海北部寒冷的渗透系统通常与深地层通过各种含流体迁移途径,包括泥底辟构造、泥火山、气烟囱,和缺点。他们是一个先决条件的形成冷渗透,他们也控制冷的微分发展渗透系统

的活动在南海北部寒冷渗天然气水合物的形成和积累密切相关,通常在冷沉淀渗透通风口和垂直流体迁移途径,表明天然气水合物的形成是由含流体的活动

碳氢化合物从感冒中恢复过来渗透系统及其相关南海天然气水合物积累在北方一般生物气体和产热的气体混合物,这是有关深成熟烃源岩和石油储层

在南海北部,有一个深深浅浅的冷渗透系统之间的耦合关系,天然气水合物积累、深层石油储层。需要更多关注传统石油和天然气的有利领域积累与异常含气流体活动的后期活动冷渗及其相关的勘探天然气水合物在南中国海

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

 确认

这项工作是由中国国家自然科学基金(没有。42076054,没有。41806071,没有。41806074),广东(没有基础研究和应用基础研究的基础。2019 b030302004),关键特殊项目引进人才团队广东南部的海洋科学与工程实验室(广州)(没有。GML2019ZD0102)和中国国家水合物项目(没有。DD20190217,不。DD20190218)。作者要感谢那些导致中国天然气水合物的成功项目考察1,2,3,4,5,6。

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