南海天然气水合物富集规律与开采基础研究项目申报书(编辑修改稿)

南海天然气水合物富集规律与开采基础研究项目申报书(编辑修改稿)内容摘要：

,水合物体系是水 水合物 游离气的三相非平衡体系。 因此，项目将应用综合研究方法寻找与海底浅层流体向上快速迁移有关的局部特定地质构造（如泥火山等），特别是强调浅剖、海底回声探测等能快速发现渗漏区 、精确刻画海底浅层地质构造的新技术应用。 而传统地震地球物理方法则重视埋藏相对较深的、连片分布的 BSR 的识别。 因此，本项目在研究对象、内容和研究方法上显著区别于以往国内天然气水物的调查研究。 4．取得重大突破的可行性分析 本项目的难点是渗漏区发育位置的确定和渗漏区天然气水合物能否大规模成藏，一旦这些难点获得解决，必然是我国天然气水合物理论研究、实际调查工作及样品采集的重大突破。 解决这些难点、实现重大突破的有利条件有： (1) 前期工作积累丰富、基础扎实 2020年以来，中国地质调查局组织实施了 “我国海域天然 气水合物资源调查与评价 ”国家专项， 重点选择了南海北部陆坡西沙海槽、神狐、东沙及琼东南等四个海域，分层次地开展了天然气水合物资源调查评价，取得了大量地质、地球物理和地球化学资料，系统发现了深层 浅层 表层的地球物理、地球化学、地质和生物等多层次、多信息异常标志，充分证实南海北部陆坡存在天然气水合物。 2020年 46月，在南海北部陆坡实施天然气水合物钻探，获得大量深部沉积物、 8 水合物、气体和孔隙水样品及地球物理、地球化学测井和现场测试分析资料，为确定天然气水合物存在的位置、深度、产状、规模和性质，分析天然气水合物 的成因、烃类来源及 BSR 下伏游离气及其性质，探讨微生物活动和深部裂解气供给及其对天然气水合物形成和分解的影响提供重要的第一手基础资料 ，并配套开展了前期的相应调查技术方法研究，可为项目的开展奠定基础。 项目组已开展了天然气水合物相关的中科院知识创新、国家自然科学基金等各类基础研究项目。 通过近几年的研究，获得了系列创新研究成果。 其中提出了海洋天然气水合物的分类及渗漏型天然气水合物的概念；建立了渗漏天然气沉淀水合物的动力学模型；识别了有利于天然气渗漏活动的海底构造特征和地球物理异常；通过遥感确定了渗漏在海面形成的 油渍异常，初步确定了南海北部多个渗漏活动区；发现了南海天然气渗漏作用形成的冷泉碳酸盐岩及冷泉生物群；开展了水合物的热力学和生长过程的模拟实验研究，在国际上首次发现水合物的分形生长特性，并在天然气水合物相平衡理论研究取得了处于国际前沿 的 成果，这些成果已在国际地学一流刊物 JGR 等发表。 为本项目的顺利完成积累了大量基础资料。 （ 2）研究队伍优势明显、技术支撑强大 项目组织了国内从事天然气水合物基础研究的科研人员。 项目组成员来自 国土资源部 中国地质调查局、中国科学院、教育部、中国海洋石油总公司、国家海洋局，具有高级职 称和博士学位， 部分为中国科学院、国土资源部百名人才计划入选者和国家杰出青年基金获得者， 研究能力强，学科领域广（海洋地质学、地球物理学、地球化学、石油天然气地质学、化学、工程热物理、能源工程 等学科），大多数有过或正在与国外开展天然气水合物的合作研究，在国际水合物研究领域占有一席之地。 目前中国地质调查局和中国科学院拥有八艘科学综合调查和采样考察船，具备完成海上工作能力。 本项目的参加单位有多年的天然气水合物研究积累，拥有与本项目研究有 关的部门、国家重点实验室包括中国科学院广州天然气水合物研究中心、 中国地质调查局海洋石油天然气地质研究中心、 中国科学院边缘海地质重点实验室、有机地球化学国家重点实验室、国家海洋局海底科学重点实验室、中国海洋石油总公司深海研究重点实验室等，具备先进的室内天然气水合物合成实验模拟设备、开展地球物理数据分析的工作站、进行地质、地球化学分析测试的先进仪器，为项目实施提供了所需的 “硬件 ”和 “软件 ”设施。 （ 3）国际合作渠道广泛、前景广阔 项目研究人员 已与美、德、日、俄、加等进行合作研究 ，了解国际前沿和发展现状，与国际上天然气水合物研究著名科学家 如美国的 Sloan教授、日本的 松本良 、 Mori 教授、德国的 Suess 教授等保持着密切的交流与合作。 同时拟申请项 9 目邀请了海外杰出的华人水合物研究科学家美国的徐文跃、加拿大的卢海龙参加我们的项目研究，他们二人均以每年回国 3个月的工作时间分别受聘于中国科学院广州地球化学研究所和广州能源研究所（中国科学院广州天然气水合物研究中心），这将更有利于开展国际合作，拓展项目组的视野。 5．课题 设置 根据上述总体研究思路和技术路线，围绕拟解决的关键科学问题、主要研究内容和总体目标，本项目共设置了 8个课题： 课题一： 南海北部天然气水合物成藏的气源条件研究 课题 二：南海北部 天然气水合物成藏的地质 条件研究 课题三：南海北部 天然气水合物成藏的温压 条件研究 课题四：南海北部 天然气水合物成藏演化的动力学过程研究 课题五：南海北部天然气水合物的地球物理异常特征研究 课题六：南海北部天然气水合物的地球化学异常特征研究 课题七：天然气 水合物开采中的多相流动机理和相关基础理论研究 课题八：南海北部天然气水合物成藏机制和富集规律研究 课题一： 南海北部 天然气水合物成藏的 气源条件研究 研究目标： 确定南海北部形成渗漏型天然气水合物的气源类型、特征及来源。 研究内容： 研究南海北部渗漏区海 底沉积物吸附烃类气体、孔隙水溶解气体、游离 气体、渗漏区上覆水体（羽状体）中的溶解气、渗漏系统内自生矿物包裹体气体等的成分及同位素特征，确定渗漏天然气组成特征、成因类型、来源及气源潜力； 研究断裂裂隙构造、底辟构造、海底扇、海底滑塌体等对烃类气体输导体系的控制与影响，探讨深部热解气的运移途径及其富集机理； 研究 不同来源烃类气体对 渗漏型 天然气水合物成藏的贡献和 非烃类气体对渗漏型水合物成藏的可能影响。 承担单位： 中国地质科学院矿产资源研究所、 中国科学院地质与地球物理研究所 课题负责人 ：祝有海（中国地质科学院矿产资源 研究所） 经费比例 ： 10%。 课题二： 南海北部天然气水合物成藏的地质条件研究 研究目标： 确定 渗漏型天然气水合物发育的 地质环境及在南海北部的发育有利区。 研究内容： 分析南海北部深水陆坡区的地质构造、沉积 体系 、断裂体系、岩 10 浆活动特征，圈定有利于渗漏构造发育的区域；分析 天然气水合物浅表层存在与分解的构造标志，构造地貌、浅地层结构等，。