域天然氣水合物勘查技術與重大發(fā)現(xiàn)

(1) 項目概況

2008年11月中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所、勘探技術研究所與青海煤炭地質(zhì)局105勘探隊共同在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲天然氣水合物實物樣品，使我國成為世界上第一個在中低緯度陸域鉆獲天然氣水合物的國家。對這一重大發(fā)現(xiàn)，國土資源部于2009年9月25日通過新聞發(fā)布會向外界正式發(fā)布。這一發(fā)現(xiàn)證明了我國低緯度陸域凍土區(qū)存在天然氣水合物資源，對天然氣水合物成藏規(guī)律認識、尋找新能源具有重大意義。由于木里煤田天然氣水合物在煤系中發(fā)現(xiàn)，其成因、賦存條件與煤、煤層氣必然有重要聯(lián)系，此后受其推動，青海煤炭地質(zhì)局等單位聯(lián)合開展了10余項有關天然氣水合物和煤炭、煤層氣資源研究項目，在陸域天然氣水合物綜合研究與資源評價方面取得了重要突破。

從多能源資源的角度出發(fā)，制定了以青海省木里煤田為工作示范區(qū)，充分應用現(xiàn)代礦產(chǎn)資源預測評價的理論和先進技術手段，以聚煤規(guī)律和構(gòu)造控煤作用研究為切入點，深入開展煤型氣源天然氣水化合物、煤礦床、煤層氣等多能源礦床形成機制和賦存規(guī)律的綜合研究，并重點在凍土區(qū)天然氣水合物成因研究和資源評價方面取得突破。

在煤炭、煤層氣、天然氣水合物多能源礦產(chǎn)研究的基礎上，從木里煤田特定的地質(zhì)環(huán)境條件和地質(zhì)作用過程出發(fā)，以天然氣水合物成因類型和成藏機制為切入點，深入研究煤化作用-構(gòu)造作用-地質(zhì)環(huán)境條件之間的時空耦合關系，揭示區(qū)域地質(zhì)背景與演化及其氣候效應對天然氣水合物形成的控制作用，查明木里煤田天然氣水合物烴類氣體的來源、成藏過程及其主控因素。形成特有的陸域天然氣水合物研究與評價技術路線。

(2) 核心技術

首先研究了木里煤田天然氣水合物成因，經(jīng)過對天然氣水合物氣體組分、碳氫同位素等的綜合分析，確定木里煤田天然氣水合物中的主要組分主要來自煤層氣，為煤型氣源天然氣水合物。同時研究了凍土帶的分布范圍，預測天然氣水合物穩(wěn)定帶距地面20米以下，一直到400余米均可能產(chǎn)出天然氣水合物，形成了陸域凍土地區(qū)天然氣水合物穩(wěn)定帶確定技術。

通過穩(wěn)定帶的研究、氣源分析、儲層特征研究和斷層的疏導作用的研究，初步提出木里煤田天然氣水合物的成藏模式，形成了陸域凍土地區(qū)天然氣水合物成藏規(guī)律研究技術。通過測井解釋，建立了中緯度陸域高山凍土帶天然氣水合物測井曲線識別和解釋方法體系，基于地質(zhì)與地球物理相結(jié)合的方法進一步研究了天然氣水合物的空間分布，編制了厚度分布圖和最淺深度分布圖，形成了陸域凍土地區(qū)天然氣水合物測井技術。

采用煤炭資源總量理論產(chǎn)氣量法、天然氣水合物體積法、凍土帶天然氣水合物穩(wěn)定帶體積法三種方法，估算了木里煤田煤型氣源天然氣水合物的潛在資源量，采用三種方法所估算出的天然氣水合物潛在資源量較為接近，估算結(jié)果取平均值約300億立方米。

開展沉積環(huán)境和煤系層序地層學研究，劃分了侏羅紀煤系的三級層序，認為同一層序不同體系域內(nèi)厚煤層主要發(fā)育在湖侵體系域，其次為高位體系域，揭示了侏羅紀聚煤特征。查明了木里煤田構(gòu)造發(fā)育規(guī)律，建立了控煤構(gòu)造樣式類型，將木里煤田控煤構(gòu)造樣式劃分為兩大類和具體小類，分析了各類構(gòu)造樣式的控煤意義。


(3) 推廣應用

項目研究成果推動了青海凍土地區(qū)天然氣水合物及煤炭、煤層氣資源多能源研究，并在木里、沱沱河等凍土地區(qū)開展了煤炭資源勘查，取得了重要發(fā)現(xiàn)。成果先后獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技進步獎一等獎和青海省科學技術進步獎一等獎。