青岛海地所十年攻关推进天然气水合物探测

    近日，青岛海洋地质研究所完成的《天然气水合物资源勘查及开发技术研究》成果通过专家评审。历时十年，青岛海地所建成具有国际先进水平的天然气水合物实验室，集成创新多项探测技术，开展水合物开采模拟实验研究，成功测定了我国首次在海域和陆域冻土区钻获的天然的水合物结构，从微观角度提供了水合物存在的证据。

　　据了解，该项目隶属于国家水合物资源调查方面专项，由国土资源部领导。在项目实施过程中，青岛海地所建成具有国际先进水平的天然气水合物实验室，自主研制出10套专用实验设备，开发了可满足天然气水合物勘探、开发模拟实验和水合物分析测试需求的多项实验技术，具有测定水合物的声速、电阻、饱和度、渗透率、热导率等物性参数和对水合物结构进行表征的能力，成功测定了我国在海域和陆域冻土区首次钻获的天然气水合物结构。

　　十年间，青岛海地所业渝光研究团队以技术开发为目标，以我国海域天然气水合物分布区南海北部陆坡海域为研究实验区，以国内外已证实存在的天然气水合物地区为资料调研区，集成创新多项水合物探测技术。在国内，首次将超声探测技术、精密电阻测试技术、时域反射（TDR）技术及弯曲元技术应用到水合物实验研究中；首次进行了甲烷水合物储气量测定，实测了南海神狐海域天然气水合物的储气量；首次进行了海洋天然气水合物生成变化过程中的离子变化和同位素变化研究，得到了氢、氧同位素的分馏系数；首次获得沉积物中水合物的相平衡条件、阻抗法测试CO 2水合物的生成分解过程，并开展了海洋沉积物中甲烷生产率实验研究；首次开发出双探针热脉冲（DPHP）水合物实验测试技术，测定了含水合物沉积物的热传导系数和热容量。

　　项目组还注重联合探测技术的应用，如将超声探测和时域反射（TDR）技术和声学、电学探测技术组成联合探测技术，首次建立了沉积物中水合物饱和度与声学参数的响应关系以及数学模型。

　　项目组应用自主研制的激光拉曼光谱仪、固体核磁共振及成像系统、X射线CT系统、具低温室的X射线衍射仪、高压同步热分析仪、红外岩心扫描仪、孔隙度分析仪等仪器设备，系统进行了水合物激光拉曼光谱的实验测试研究，研究不同粒径沉积物中水合物的分解行为，观测甲烷水合物生成/分解微观过程；探讨海洋环境中由于水合物的生成而引起的元素变化规律，研究水合物生成前后不同粒径沉积物中离子浓度的变化率和水合物生成过程中的排盐效应；开展了水合物热分解效应实验研究，采用电加热法、减压法和注水法进行了天然气水合物开采模拟实验研究，初步得到开采相关的参数，成功提供了南海北部陆坡和祁连山冻土区的天然气水合物的实验证据。

　　此外，项目组还模拟了天然气水合物发现区沉积物的产气量，对天然气水合物钻探和开发技术方案进行了系统的调查研究。研究发现，研究区水合物的气源主要为生物成因气；沉积物的产气量主要受温度、氧化还原环境、矿化度、水介质PH值、硫酸盐含量、有机质类型和丰度的影响；研究推测该区生物气生成的深度主要分布在250米~1000米范围内。通过开展水合物似海底反射层(BSR)形成机理正演模拟和地震AVO识别标志研究，建立了水合物沉积层的地球物理识别技术，建立了含天然气水合物储集层的测井定量综合评价方法；开发了一套较完整的海域天然气水合物资源综合评价软件，对海洋天然气水合物的勘探具有直接指导作用。

　　据悉，该项目目前已申报国家发明专利12项；获得国家发明专利2项，国家实用新型专利1项；计算机软件登记 1项。