最终开发利用做出重要贡 献 渗漏型天然气水合物在南海北部的富集规律 天然气水合物开采的理论基础。 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 别方法，确定南海北部水合物的富集规律。 南海北部天然气水合物成藏机制及富集规律 这是项目综合研究的集成。分析南海北部渗漏型天然气水合物成藏的沉积 构造气源等特征，研究不同构造沉积背景下天然气水合物成藏地质模式和成 藏系统确定渗漏型天然气水合物形成的温度压力条件和形成过程，研究天然 气水合物烃类气体供应流体运移通道构造和岩性控制因素等时空演化及相互 耦合关系，建立南海北部渗漏型天然气水合物的成藏理论研究天然气渗漏活动 和水合物形成的地质地球物理和地球化学异常特征，建立南海渗漏型天然气水 合物的综合识别方法，确定南海北部水合物的富集规律。造和岩性控制因素等时空演化及相互 耦合关系，建立南海北部渗漏型天然气水合物的成藏理论研究天然气渗漏活动 和水合物形成的地质地球物理和地球化学异常特征，建立南海渗漏型天然气水 合物的综合识藏的沉积 构造气源等特征，研究不同构造沉积背景下天然气水合物成藏地质模式和成 藏系统确定北部天然气水合物成藏机制及富集规律 这是项目综合研究的集成。分析南海北部渗漏型天然气水合物成部分内容简介法和 分析方法研究，初步建立天然气水合物分解过程的多相流动传热和传质控制模 型，为天然气水合物开采过程物理模拟和数值模拟提供理论指导。同时，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。 南海北部天然气水合物成藏机制及富集规律 这是项目综合研究的集成。分析南海北部渗漏型天然气水合物成藏的沉积 构造气源等特征，研究不同构造沉积背景下天然气水合物成藏地质模式和成 藏系统确定渗漏型天然气水合物形成的温度压力条件和形成过程，研究天然 气水合物烃类气体供应流体运移通道构造和岩性控制因素等时空演化及相互 耦合关系，建立南海北部渗漏型天然气水合物的成藏理论研究天然气渗漏活动 和水合物形成的地质地球物理和地球化学异常特征，建立南海渗漏型天然气水 合物的综合识别方法，确定南海北部水合物的富集规律。 二预期目标 总体目标 建立南海北部陆坡渗漏型天然气水合物成藏理论及更深层次的综合识别方 法，研究其富集规律，探索开发相关的技术机理，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做出重要贡 献，促进国家能源战略目标的实现。培养和建立支具有国际地位的天然气水合 物研究团队。 五年预期目标 科学目标 渗漏型天然气水合物成藏控制条件和机制 渗漏型天然气水合物的识别方法 渗漏型天然气水合物在南海北部的富集规律 天然气水合物开采的理论基础。 形成支进入国际前沿领域的优秀青年科学家群体，培养名左右中青年 学术带头人，培养名左右的博士名左右的硕士研究生 发表学术论文篇以上其中，收录学术论文篇以上出版学术 专著部以上争取主办高规格的国际学术会议如国际天然气水合物大会。 三研究方案 学术思路 综合运用地质地球物理地球化学和室内模拟实验等技术方法，针对我国 南海北部新生代构造强岩浆活动频繁热流高气源类型复杂的地域特色，发 挥项目组的海洋地质学地球物理学地球化学油气地质学化学工程热物 理能源工程等多学科综合交叉的优势，科研和产业部门的优势互补和结合，开 展南海渗漏型天然气水合物形成条件和判识指标体系的研究，重点探讨南海北部 渗漏区内天然气水合物的成藏机制和赋存特征及分布规律，建立渗漏型天然气水 合物的成藏理论和综合识别方法，探索渗漏型天然气水合物开采的理论基础。 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 成果已在国际地学流刊物等发表。为本项目的顺利完成积累了大量基础 资料。 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。 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