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神狐海域天然气水合物钻探成果显著

发布时间:2016年3月28日    阅读次数:2195


摘要:2015年9月1日,在南海北部神狐海域顺利完成中国第3次海域天然气水合物钻探航次(GMGS3;开展一次海上钻探,完成既定目标任务,称为1个航次)。按照计划,安全高效地顺利完成海上钻探、测井、取心、取样以及船上分析测试工作。获取的大量数据和样品表明,在神狐海域天然气水合物分布较广。该区天然气水合物层具有厚度大、饱和度高、I型和II型天然气水合物共存的特征,资源潜力巨大。

  1. 项目概况
  第一次天然气水合物钻探GMGS1于2007年在神狐海域开展,2013年实施的第二次天然气水合物钻探GMGS2位于珠江口盆地东部海域。GMGS3航次钻探地点位于南海北部神狐海域(图1),历时92天,分3个航段(一个航次可由多个时段完成,每个时段称为1个航段)完成,第一、二航段为先导孔钻探航段,第三航段为取心航段。钻探由Fugro公司具有良好天然气水合物钻探能力的Voyager钻探船承担,随钻测井由斯伦贝谢公司负责。该子项目“南海天然气水合物钻探”,隶属于“南海天然气水合物资源勘查”项目,承担单位为中国地质调查局广州海洋地质调查局。主要目标任务是通过实施钻探,获取天然气水合物赋存地层的地球物理测井资料及岩心样品,评价天然气水合物赋存特征及天然气水合物矿藏控制资源量,为天然气水合物试采选区、资源评价提供基础数据。

  2. 成果简介
  (1)最大钻探水深及单孔钻探进尺突破以往记录。在19个站位进行随钻测井(LWD),在其中的4个站位进行取心,水深为885~1530m,钻探深度在海底以下170~360 m之间,平均钻探深度为海底以下235m,钻探的水深及单井最大进尺两项数据均超越2007年及2013年的钻探结果。
  (2)所有站位均发现天然气水合物(图1),获得了大量用于天然气水合物储层评价的综合测井数据,钻探成功率100%。利用GeoVision、NeoScope、Son-icScope(SonicVision)、ProVision等测井工具,采集了地层伽马射线、电阻率、密度、中子数据、电阻率图像、核磁、纵波和横波速度等数据。通过随钻测井电阻率和声速高值异常推断,所有的钻探站位均存在天然气水合物,为取心站位的选取及取心层位的准确确定提供了可靠数据。
  (3)根据随钻测井结果,在W11、W17、W18及W19站位实施取心钻探,现场利用2种保压取心工具(FPC、PCTB)和3种非保压取心工具(FHPC、FMCB、FXMCB)进行了目的层位取心,获得了用于钻后评价的关键岩心样品(图2)。

图2 W18站位钻获的含天然气水合物岩心样品
  (4)针对保压、非保压岩心和样品,现场进行了岩心红外扫描(IR)、多传感器岩心物性测量(MSCL)、X射线扫描、孔隙水离子地球化学及气体组分分析、保压岩心释压脱气处理(图3)。保压岩心气体总量分析和孔隙水氯离子浓度异常进一步证实,取心站位存在高饱和度天然气水合物。随钻测井电阻率、声速估算的天然气水合物饱和度,与通过气体总量、孔隙水氯离子浓度异常估算的值吻合度较高(图4)。钻探结果分析表明,调查区内广泛存在天然气水合物,局部区域存在高饱和度天然气水合物。

图3 点燃含天然气水合物保压岩心释压后释放的气体

图4 地震剖面、随钻测井数据估算SH-W19-2015站位天然气水合物饱和度
  (5)钻探证实,区内存在结构Ⅱ型天然气水合物。该区深源热成因甲烷气,从天然气水合物稳定带以下向上运移,并在浅层沉积物中形成天然气水合物。通过原位测试,精确计算了甲烷天然气水合物稳定带底部的深度。随钻测井电阻率和声速高异常表明,部分站位天然气水合物稳定带底部以下仍存在天然气水合物。气体成分分析表明,乙烷和丙烷的含量较高,指示为热成因气。以上分析结果,为评价神狐海域天然气水合物资源量提供了新的依据。
  (6)天然气水合物层具有厚度大、高孔隙度、高饱和度的特征,资源潜力巨大。根据测井资料分析计算,单井含天然气水合物层厚度在20~100m之间,单井饱和度位于20%~70%。钻探区天然气水合物分布面积约128km2,预测资源量超千亿立方米,具有巨大的资源潜力。

  3. 成果意义
  本航次证实,神狐海域天然气水合物资源潜力巨大。首次发现该区存在结构Ⅱ型天然气水合物,对于研究本区天然气水合物形成机制具有重要的理论价值。进一步对该航次获取的地层沉积物样品、孔隙水样品、气体样品及测井资料开展分析,并结合三维地震数据的深入综合评价,将有助于评价神狐及其邻近海域天然气水合物的资源潜力,为海域天然气水合物试采选区提供依据。
(中国地质调查局广州海洋地质调查局 杨胜雄 张明 梁金强 陆敬安供稿)

 

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