2019年10月20日

南海天然气水合物富集规律与开采基础研究


2019年04月24日

科技成果

中文名称

南海天然气水合物富集规律与开采基础研究

所属技术领域

所属新兴产业领域:新能源

所属高新技术领域:地球、空间与海洋

成果转化情况

待转化

转化模式

合作研发

内  容  简  介

 

项目利用南海天然气水合物国家调查专项获取的海量资料,先后开展了三个有针对性的补充调查航次,在此基础上,重点围绕我国南海北部陆坡天然气水合物有关的成藏条件、成藏过程动力学、成藏富集规律等关键科学问题开展深入研究,取得了一系列重要研究成果。
1、提出渗漏型天然气水合物重要概念。根据成因类型,将水合物矿藏划分为扩散型和渗漏型两种类型,其中,扩散型水合物分布广泛,饱和度相对较低;渗漏型水合物产出集中、含量高,在局部地区甚至可观测到块状天然气水合物。研究认为南海北部具备形成上述两种类型水合物的地质条件,两者具有密切的成藏关系。
2、揭示了南海北部天然气水合物富集规律,认为南海北部水合物空间展布具有受断层控制明显,横向上具有南北成带的特征。创新性地提出了南海北部两个主要水合物成矿带:其中,第一成矿带位于800-1300米水深范围的新生代大型沉积盆地发育的区域,以热解气源水合物为主要类型、部分为混合气源;第二成矿带位于水深大于2000米的新生代中小型沉积盆地发育的古斜坡区域,以生物气源的水合物为主。
3、首先提出天然气水合物成核机制的笼子吸附假说。该假说预测了成核过程中首先形成水合物非晶相,与国际同类假说相比,能够更为准确地描述水合物晶体的形成过程。在此基础上,建立了笼子识别方法并定量确认非晶相的存在,实测出水合物成核发生时溶解甲烷的临界浓度为0.05摩尔分数(约每立方纳米1.7个分子),验证了笼子吸附假说,受到国际同行的高度关注。
4、建立了南海北部天然气水合物的综合识别方法。在水合物地球物理响应机理研究上,发现纵横波速度增量是识别水合物引起的高速异常重要地球物理参数。利用精细处理的纵横波速度增量比剖面能够准确刻画水合物空间分布形态;同时,在地球化学及生物学机理研究方面,首次获得了水合物稳定带中不同甲烷相态的微生物及宏生物组合特征,以及冷泉环境下氧化-还原界面附近生物地球化学响应特征。
5、开展了南海北部天然气水合物开采基础理论研究,采用主流的数值模拟方法格子Boltzmann方法对含水合物沉积层中水合物分解过程的流动特性进行研究,深入讨论了水合物分解过程的多相流动机理及相关基础物性理论,针对南海北部典型天然气水合物藏,分别从微观、介观及宏观角度,成功揭示了目前常用的开采方法的传热和传质机理。
通过项目的实施,积极提升了我国水合物基础研究能力,完成国土资源部海底矿产资源重点实验室、国家能源局深水油气工程技术研发基地及天然气水合物创新团队等业务基地和团队建设,培养包括全国优秀科技工作者、新世纪百千万人才工程国家级人选以及国家杰出青年基金在内的中青年学术带头人24名,培养博士90余名、硕士140余人,形成了一支具备国际视野和承担国家高层次研究项目能力的高水平研究团队。
此外,项目依托我国海域水合物调查获取的数据,积极为各课题搭建数据共享平台,共享课题研究成果。出版中英文版学术期刊专辑/专题三期、专著四部,刊发项目通讯16期。发表论文399篇,其中,SCI/EI检索论文249篇。撰写发表科普文章9篇。制作了科普视频一套、新闻短片9集。充分保障了项目数据成果共享。


联系人:贾女士

联系电话:15036178326/ 17752544480/ 0371-55822422