第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

213 / 2021-06-16 15:03:30

南海北部神狐海域天然气水合物时空演化特征

天然气水合物,稳定带,影响因素,数值模拟

天然气水合物理论与技术

天然气水合物稳定带是一定温度、压力条件下天然气水合物-水-气体三相的热力学平衡范围，决定了水合物成矿特征和分布范围。稳定带厚度作为天然气水合物勘探和资源评价的重要指标，在过去十数年受到了广泛关注。由于稳定带的时空演化是动态变化的过程，恢复天然气水合物稳定带的时空演化特征可以了解古水合物可能出现的位置，对动态推演水合物动态成藏的位置，以及水合物及相关气源在地层中的运移、聚集、散失的成藏研究具有重要的意义。

本文以中国南海神狐海域甲烷水合物稳定带的研究为例，主要考虑了地温梯度、海底温度、海水深度的变化对甲烷水合物稳定带的影响。模拟了该区域的成藏过程，并计算了8.20 Ma以来甲烷水合物稳定带厚度及其演化过程，讨论了三个参数对水合物稳定带厚度变化的影响。

结果表明，9口单井8.2Ma以来的GHSZ厚度的演化特征表明，5.33Ma以前，9口井的稳定带厚度非常薄，一般小于30m。4.62Ma至现今稳定带厚度的总体趋势是逐渐变厚，但其间因海平面升降、温度变化等因素影响，稳定带经历了数个增厚-变薄-再变厚-再减薄的变化过程，各井水合物稳定带厚度的总体变化趋势类似，但稳定带增厚和减薄的幅度存在差异（图1）。过SH7、W07、W05、W02、W04等五口井的东西向的二维剖面的水合物稳定带厚度演化趋势（图2）与单井结果趋势一致，5.33Ma时，稳定带整体小于30m或不存在。3.93Ma相比5.33Ma时的稳定带厚度明显变厚，约在80-140m之间，在SH7和W07井稳定带厚达约140m。3.53Ma时稳定带厚度减薄，厚度约在40-100m之间，最厚地区厚达约100m。2.48Ma水合物稳定带增厚，厚度约在120-180m之间，最厚地区约为180m。1.51Ma水合物厚度又减薄，厚度约在60-140m之间。现今水合物的厚度增厚至140-220m。自8.2Ma以来，由于BWT、地温梯度和水深等参数的变化，神狐海域天然气水合物在经历了在变薄变厚的震荡过程中逐渐变厚。在在水合物稳定带演化过程中，相比于4.62 Ma-0 Ma期间，在8.2Ma-5.33Ma期间，底水温度对水合物稳定带厚度造成的影响较大。地温梯度主要影响了现今水合物稳定带厚度分布，但在地温梯度一致时，海水深度、BWT和气源条件造成的影响视其参数决定。