开采的理论基础。 技术途径 本项目将在已有工作积累的基础上，在南海天然气渗漏海域，针对性地开展 渗漏型天然气水合物的三个海上航次天的地质地球物理和地球化学调 查和采样，通过系统的资料处理和样品分析及水合物形成条件和动力学过程的 实验模拟，深入研究渗漏型天然气水合物产出区域构造背景沉积构造特征热 流和气源条件水合物气源特征地球化学环境地球物理特征，判断渗漏区水 合物大规模成藏的可能性，结合与国际典型渗漏型天然气水合物发育区的对比研 究，建立渗漏型天然气水合物成藏理论产出的综合识别标志及分布规律。具体 的技术途径如下 基础资料综合分析研究对南海已有的地质地球物理调查资料和样 品进行针对性的重新处理分析测试和研究，结合遥感分析，圈定有利海底天 然气渗漏作用的重点海域。 航次地球物理调查及水合物样品采集在重点海域开展海上航次补充 调查，利用地震浅剖电火花重力磁力热流等地球物理探测技术，研究 其局部地质环境和地球物理异常特征，建立渗漏型天然气水合物识别的地球物理 标志，确定渗漏构造及水合物产出的有利位臵。 对典型渗漏异常的水合物发育地点喷口或有利位臵进行重力活塞取样和 保真取样。重力活塞采集渗漏型水合物表层样品的方法是简易可行的高效技术， 年中科院栾锡武研究员参加了俄韩中联合航次，对海渗漏型水合 物进行了调查和采样，成功采集到了渗漏型水合物的高品质样品其次，在墨西 哥湾地中海黑海等水合物采样中，重力活塞也是最常用的种方法。因此， 我们目前的现有技术设备完成能顺利完成海底渗漏型水合物样品的采集。 地质地球化学综合分析对确定的渗漏构造及水合物产出的有利位臵， 开展海上航次调查和海底采样，研究渗漏区海底地质地球化学生物地球化学 异常特征，建立渗漏型天然气水合物识别的地质地球化学标志，确定海底浅层水 合物发育的有利部位，对水合物岩芯样品的沉积层进行相关地质地球化学综合分 析测试，研究水合物层的地质地球化学响应机理。 室内实验模拟结合南海地质环境沉积物特点和气源特征，模拟研 究渗漏型天然气水合物形成的温度和压力条件及动力学过程，确定渗漏型水合物 形成条件与成藏机制。 与国内外同类研究相比本项目的创新点与特色 本项目是在我们提出的发育的扩散型和不发育的渗漏型水 合物的分类基础上，针对南海北部陆缘新生代构造和岩浆活动频繁陆坡滑塌构 造发育区域热流高平均约盆地内热解气和浅层生物气丰富 水合物饱和度高天然气成分集中等独特的区域地质背景和油气地质特征，研究 渗漏型天然气水合物的产出特征形成机制和识别方法，以期在渗漏型天然气水 合物成藏理论方面取得重大突破。 本项目以南海北部具有特殊分布特征的的天然气水合物渗漏型为重 点研究对象,而传统的研究主要关注以发育的扩散型天然气水合物。由于渗 漏型水合物具有气体向海底泄漏的特点,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的地球物理异常特征研究 研究目标确定南海北部天然气渗漏及水合物发育区的地球物理异常特征， 深入认识其异常的形成机理，建立渗漏型水合物的地球物理有效识别方法体系。 研究内容研究泥火山浅表层断裂麻坑等含游离气和水合物的沉积体在 不同地球物理方法获得的资料上的表现特征，研究天然气渗漏活动在水体中及与 海表面形成的异常特征针对渗漏型天然气水合物储层特性，开展地震多参数反 演方法理论研究，通过地震高分辨速度分析与全波形反演等方法，研究地层高分 辨率的速度弹性参数衰减参数等结构，分析水合物游离气的分布特征，建 立地层物性参数与地球物理响应的对应关系，地球物理响应与水合物和游离气含 量的对应关系，及其地球物理异常机理建立套有效识别渗漏型天然气水合物 的地球物理方法体系。 承担单位中国地质大学北京广州海洋地质调查局 课题负责人刘学伟中国地质大学北京 经费比例。 课题六南海北部天然气水合物的地球化学异常特征研究 研究目标确定南海北部天然气渗漏及水合物发育区的地球化学特异生物 群活动过程和异常特征，深入认识其异常的形成机理，建立渗漏型水合物产出的 地球化学有效识别方法体系。 研究内容研究南海烃类渗漏与非烃渗漏的沉积和环境特征分 析测定指示海底渗漏活动形成的浅表层沉积物的自生矿物自生碳酸盐硫酸盐 硫化物等的种类形态特征及其碳氧和硫同位素组成，建立与渗漏型水合物 成藏之间的响应机理开展水合物区海底沉积物和孔隙水地球化学研究，确定沉 积地球化学响应特征及形成机理，提取与水合物相关的地球化学响应信息研究 与烃渗漏相关的生物群特征生物地球化学记录，建立水合物的生物地球化学响 应机理建立套有效识别渗漏型天然气水合物的地球化学方法体系。 承担单位中国科学院广州地球化学研究所 课题负责人吴能友中国科学院广州地球化学研究所 经费比例。 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 研究目标建立南海北部渗漏型天然气水合物开采过程中的多相流动机理和 渗流控制模式，探索开采相关的基础理论。 研究内容开展水合物动态分解过程中水合物藏参数含水合物的沉积物热 力学参数的测量方法和手段的研究，建立水合物基础物性的测量手段和理论分析 方法研究天然气水合物分解过程中天然气水合物水冰砂等多相多组 分的相态变化过程，通过对南海北部典型水合物区域沉积物的相态变化规律研 究，获得影响沉积物中水合物相态的主要因素，对后面深入研究天然气水合物分 解过程中多相流动传热和传质规律提供重要的理论依据天然气水合物开采中 存在着天然气水合物水冰砂等多相多组分的多相流动与渗流过程，同 时伴随着多相渗流的传热和传质过程，初步建立水合物分解过程中多相流动及传 热传质过程的控制因素，为今后天然气水合物开采奠定基础开展开发过程水 合物分解的环境风险评价研究，为水合物开采技术方案的选择提供理论基础。 承担单位中海石油研究中心中国科学院广州能源研究所 课题负责人喻西崇中海石油研究中心 经费比例。 课题八南海北部天然气水合物成藏机制和富集规律研究 研究目标建立南海北部渗漏型天然气水合物的成藏模式，探索成藏机制和 富集规律，集成套有效识别渗漏型天然气水合物的地质地球化学地球物理 方法体系。 研究内容综合分析南海北部渗漏型天然气水合物形成产出的沉积构造 温压气源条件以及地质地球物理和地球化学异常特征，建立南海北部渗漏型 天然气水合物的成藏模式和识别标志，确定其在南海北部的富集规律。协调各课 题之间综合研究和新技术新方法的应用，组织实施海上航次综合调查数据和 样品的采样。 承担单位广州海洋地质调查局中国科学院广州地球化学研究所 课题负责人杨胜雄广州海洋地质调查局 经费比例航次费用首席科学家协调组织费和调控费。 课题间的关系 课题二三的研究内容是本项目研究的基础，其中课题研究水合物成 藏的物质基础气源课题二三研究水合物成藏的环境条件。上述研究成果既 为课题四提供实验模拟条件，也可为课题八进行水合物成藏机制和富集规律研究 提供基础资料。课题四重点通过实验和数值模拟研究天然气形成水合物的条件和 过程，为课题七建立水合物成藏理论提供依据。课题五六主要是研究天然气水 合物的地质地球物理地球化学特征，建立该类水合物的综合识别方法，为课 题八进行水合物富集规律研究提供基础。课题七运用前述各课题成果，开展水合 物开采中的多相流动机理和相关基础理论研究，为南海北部天然气水合物开发方 法研究提供依据。课题八是项目的综合课题，对课题至七的综合与总结，建立 南海北部渗漏型天然气水合物的成藏理论综合识别方法体系和富集规律，并提 出开采的基础方法。 八个课题相互协作有序开展，能够最终实现项目提出的四个科学目标，通过 项目人才培养和论文考核指标。建立南海北部陆坡天然气水合物成藏理论及更深 层次的综合识别方法，研究南海北部陆坡水合物富集规律，为我国天然气水合物 资源勘查评价提供深入有效的基础理论指导，为水合物资源的最终开发利用作 出重要贡献。 四年度计划 研究内容预期目标 第 年 对南海已有的地质地球物理调 查资料和样品进行针对性的重 新处理分析测试和研究，重 点利用南海北部陆坡水合物钻 探资料，浅表层样品以及地球物 理数据，开展区域对比分析和井 震对比研究，结合遥感分析，圈 定有利海底天然气水合物发育 的重点海域 在重点海域开展海上航次补充 调查，利用地震浅剖电火花 重力磁力热流等地球物理探 测技术，研究局部地质环境和地 球物理异常特征，对典型的水合 物发育地点喷口或有利位置 进行重力活塞取样和保真取样。 初步总结南海北部陆坡海底天 然气水合物赋存位置及展布规 律 完成重点海域航次补充调查工 作 发表相关学术论文，其中核心期 刊篇，论文篇。 研究内容预期目标 第 二 年 开展补充航次调查数据的分析 测试及相关研究工作，分析海底 水合物发育区的海底地质地球 化学生物地球化学异常特征 确定海底浅层水合物发育的有 利部位，对含水合物水合物沉积 层进行相关地质地球化学综合 分析测试，研究水合物层的地质 地球化学响应机理 开展含水合物沉积体的物性特 征物性参数，建立海底天然气 水合物识别的地质地球化学及 地球物理识别标志 结合南海地质环境沉积物特点 和气源特征，模拟研究天然气水 合物形成的温度和压力条件及 动力学过程，确定水合物形成条 件与成藏机制 课题中期总结项目中期评估。 完成南海北部陆坡海底重点水 合物赋存区补充航次资料的分 析研究工作 建立南海北部陆坡水合物识别 的地质地球化学地球物理标 志 完成实验室水合物合成模拟工 作 发表相关学术论文，其中核心期 刊篇，论文篇 完成项目中期评估。