我国建立海域“可燃冰”基础理论和勘查技术体系

从广州海洋地质调查局获悉，依托国家调查专项，在分析南海天然气水合物调查资料数据的基础上，历时5年研究，我国重大基础研究计划（973计划）项目“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”取得重要进展，不久前通过了科技部组织的验收。

据了解，该项目从2009年1月正式启动。项目依托中国地质调查局为第一承担单位，广州海洋地质调查局、中科院广州地球化学研究所、中科院广州能源研究所、中国地科院矿产资源研究所、中科院地质与地球物理研究所、中国地质大学（北京）、中海石油（中国）研究中心等国内优势单位共同参加研究工作。

据项目首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师杨胜雄介绍，“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”项目利用国家调查专项获取的海量资料，先后开展了3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和创新性认识，首次建立起我国南海天然气水合物基础研究系统理论。

（1）提出了渗漏型天然气水合物重要概念。根据成因类型，将天然气水合物矿藏划分为扩散型和渗漏型两种。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。研究认为，我国南海北部天然气水合物在空间展布上，受断层控制明显，横向上具有南北成带的特征。研究团队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800～1300m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2000m的新生代中小型沉积盆地发育的古斜坡区域，以生物气源水合物为主。

（3）首次提出天然气水合物成核机制的笼子吸附假说。该假说预测了天然气水合物在成核过程中，首先形成水合物非晶相的新观点。这一假说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，研究团队还建立了笼子识别方法，并定量确认非晶相的存在，实测出天然气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）。由此验证了笼子吸附假说，受到了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。在天然气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的重要地球物理参数，并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。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方法对天然气水合物分解过程的流动特性进行研究，深入讨论了其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天然气水合物开采方法的传热和传质机理。

“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”项目的实施，积极提升了我国天然气水合物基础研究的能力，并开展了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，培养了一批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、国家杰出青年基金在内的中青年学术带头人，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，项目依托我国海域天然气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。同时，还组织专家撰写发表科普文章、拍摄科普视频及新闻短片，广泛开展科学普及活动。

海域“可燃冰”勘查技术体系主要由调查评价和勘查两部分组成。在调查评价方面，形成了成熟的水合物调查技术，围绕水合物成矿远景区，开展了与水合物赋存相关的地貌、沉积矿物、地球化学及地震调查，集成了一套成熟的“地质、地球物理、地球化学”组合调查技术，已成为服务海域天然气水合物常规勘探的主打技术，得到高效、实质性推广应用；自主研发了水合物特效探测技术，围绕水合物有利成矿区带，自主研发了“天然气水合物地震识别”等特效技术，钻探获得的水合物实物样品，充分证明我国研制的探测技术行之有效；发展了多项水合物检测技术，围绕水合物矿体目标优选，刻画水合物矿体空间形态及内部结构，研发了“天然气水合物矿体的三维地震与海底高频地震联合探测”等技术。在勘查方法技术方面，包括：钻探船动力定位和钻进升沉补偿技术，随钻测井技术，保压取心技术和现场检测技术等，实现了天然气水合物开发利用领域的重大突破。至此，我国正式形成海域天然气水合物从调查评价到钻探阶段的方法技术体系，为大面积开展海域天然气水合物资源调查评价和勘查，奠定了坚实的技术基础。

（来源：国土资源报2014年1月21日）