青藏高原多年冻土区天然气水合物成藏条件

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1、学兔兔www.xuetutu.com502011年4月青藏高原多年冻土区天然气水合物成藏条件李伟华1,2陈永峤1,21．长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北荆州4340232．长江大学地球化学系湖北荆州434023摘要：天然气水合物是一种绿色能源，具有广阔的开发利用前景。青藏高原多年冻土大面积分布，中新生代盆地数量众多，盆地内烃源岩发育，为天然气水合物的形成提供了良好的条件。主要从物质条件、环境条件、热力学条件、地质条件等方面来探讨青藏高原多年冻土区天然气水合物的成藏条件。分析认为青藏高原地层中丰富

2、的有机质及其较高的成熟度是成藏的物质条件，低温、高压、冻土厚度大、地温梯度小等是保证其成藏的环境和热力学条件，大量的运移通道、较好的圈闭是其成藏的有利地质条件。预测了青藏高原多年冻土区天然气水合物有利的找矿前景区。关键词：天然气水合物；青藏高原；多年冻土区；成藏条件文献标识码：A文章编号：1006—5539(2011)02—0050—040引言土区天然气水合物成藏条件。19世纪60年代苏联在西伯利亚Messoyakha气田的冻土层中发现天然气水合物]，至今全球冻土区1地质背景内共发现水合物产地9处_2_，储量

3、可观。我国也于地质因素是天然气水合物成藏的基础，影响着天2009年在青海木里地区的多年冻土层钻获天然气水然气水合物的形成与分布。现从沉积环境与地层、地质合物实物样品，但还未发现具规模的水合物矿藏。经构造及第四纪冰川等方面介绍青藏高原的地质背景。调查．地球上27％的陆地和90％的海域均具备天然1．1沉积环境与地层气水合物形成条件口]。早古生代，青藏地区为热带近岸的浅海碳酸盐岩青藏高原多年冻土面积约150x10km，占世界的沉积．以浮游生物为主，水动力条件十分流畅；晚古生7％．约占我国的70％⋯，分布广泛且厚度较

4、大，为天代，脊椎动物繁盛，以海洋、浅海或海陆过渡沉积环境然气水合物的形成提供了条件。前人对青藏高原多年为主．海相地层广泛发育，上二叠统为海陆交互相的冻土区天然气水合物的成藏做过一些研究，但很少涉含煤沉积，发育大套烃源岩和储集层。及沉积有机质、产甲烷菌、圈闭等方面的因素对成藏中生代，青藏地区经历了海一陆交替的演化过的影响．因此拟从地质背景、气源分析、温压及冻土条程．沉积环境从陆相到浅海至深海盆地均有发育]，中件、运移通道及圈闭等方面综合探讨青藏高原多年冻上侏罗统分布广泛，为海相灰岩和砂岩，发育两大套收稿日期：2

5、010——10—．21基金项目：长江大学博士科研启动基金(0208)作者简介：李伟华(1984一)，男，河南虞城人，在读硕士研究生，主要从事储层沉积学、天然气水合物等研究。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com52N天ATU然RAL与GA与SA石ND油OIL2011年4月部分样品还含有一定量的二氧化碳[J3]。卢振权等[14通利。过对青藏铁路沿线多年冻土区研究发现，冻土沉积物此外，水合物在初始分解时会因降温而在水合物吸附气中的烃类气体和冻土地下冰包裹气中的烃类表面形成一层脱离

6、的冰膜，它可减缓或阻止水合物的气体均含有相当数量的乙烷及丁烷。这说明在青藏高进一步分解，使多年冻土层间气水合物处于亚稳定状原多年冻土层的烃类气体中普遍存在乙烷及丁烷等态，Ershov和Yakushev将这一现象称为气水合物的自重烃气体，这些重烃气体的存在会使天然气水合物成保护效应[20]。水合物的自保护效应可使其对温压条件藏时所需的温压条件有所降低[141，重烃气体的存在有的要求有所降低，使气水合物可以在更浅的深度内成利于水合物的形成，能够增加水合物稳定带的厚度．藏，有利于水合物的成藏。有利于水合物大规模赋存

7、成藏。青藏高原较低的年均气温及地温梯度有效地确保了水合物成藏所需要的温度和冻土厚度，广泛分布3温压及冻土条件的巨厚冻土又保证了气水合物成藏所必须的压力，自天然气水合物一般形成于低温高压环境，温压控保护效应的存在使得气水合物的成藏更加广泛。制它的形成与分解，但温度对天然气水合物的影响比压力更为明显，在一定的范围内，温度和压力具互补4运移通道及圈闭条件作用。气体水合物形成并稳定存在的理想温度是0～无论是生物甲烷气，还是深部热解成因气，亦或l0℃．压力为10MPa[]是二者的混合成因气，都必须通过一定的运移通道才3

8、．1温度条件能够进入储集层，进而在圈闭中得以保存，或者直接青藏高原多年冻土层年平均温度一0．5～3℃l5]，进入气水合物稳定带，在温压适宜的条件下形成天然冻土层地温梯度l1～33oC／km，冻土层下融土的地温气水合物。梯度为28～51oC，km。羌塘盆地大片连续多年冻土是4．1运移通道青藏高原多年冻土的主体，年均气温一3．6℃以下[]，青藏高原构造复杂，第四系高原构造活动剧烈．羌塘盆地现今地温梯度仅