神狐海域天然气水合物成藏机理研究进展

　　摘要：神狐海域沉积中心偏北，古近系烃源岩为主要热解气气源，热解气可大量形成天然气水合物。勘探方向为南部更深水的区域，天然气水合物的不均匀分布主要受气源、气体运移、储层条件因素控制。上述认识得到钻探证实，并将指导进一步的天然气水合物勘查实践。

　　为了及时攻克勘查和试采过程中急待解决的重要问题，按照“有限目标，突出重点，解决难点”和“勘查先行，科研跟踪，综合评价”的原则，在“南海天然气水合物资源勘查”项目下设置了“天然气水合物成矿理论及找矿预测研究”子项目，由中国地质调查局广州海洋地质调查局承担。主要目标任务是紧密围绕南海天然气水合物勘查的进展，解决南海海域与天然气水合物成藏相关的机制研究。结合航次钻探成果，总结了神狐海域天然气水合物成矿机理和控

制因素。

　　（1）水道砂体和气体供应控制了神狐海域天然气水合物富集。①受控于气源、气体运移和储层3个关键因素的匹配程度，神狐海域相对高饱和度的天然气水合物主要分布在稳定带上方、以粉砂或者泥质粉砂为主的细粒沉积物中，富含钙质生物组分（钙质超微化石和有孔虫），增加了粘土质粉砂沉积物的次生孔隙空间，为天然气水合物形成提供了可容纳空间；②深部热成因气体对稳定带图2 神狐海域天然气水合物稳定带底界随峡谷迁移的变化模式图上方相对高饱和度天然气水合物的形成具有重要贡献；③气烟囱、断层等运移通道对深部气体的运移非常重要。在天然气水合物稳定带浅部地层的富砂沉积物中并没有形成天然气水合物，表明并不是含有砂质沉积就一定形成天然气水合物，可能还与气体供应有关。

　　通过对神狐海域地球物理调查资料的综合分析，结合该区域沉积特征和流体运聚过程分析，提出了神狐天然气水合物富集的模型（图1）。由于神狐海域近现代峡谷内的侵蚀或废弃埋藏的水道，天然气水合物稳定带内即使很近的地区岩性也存在差异，导致沉积物在空间上分布不均匀；在天然气水合物稳定带内，尽管沉积物大部分为细粒沉积，岩性主要为泥质粉砂沉积，但受复杂的侵蚀-沉积影响，局部区域可存在变化；由于下部气体运移的差异，天然气水合物在空间的分布不均匀（图2）。

图2 神狐海域天然气水合物稳定带底界随峡谷迁移的变化模式图

　　（2）神狐海域深水区为未来的找矿方向。无论孔隙充填型天然气水合物还是裂隙充填型天然气水合物，其空间分布都不均匀，在这种赋存状况下，既存在高饱和度天然气水合物区，也存在相对低饱和度区。高饱和度砂质沉积物中的天然气水合物，是未来进行天然气水合物试采的一个有利靶区。储层条件对形成高饱和度天然气水合物矿体非常重要。经分析大量资料，在峡谷脊部寻找较粗砂岩的沉积物储层比较困难。

　　通过数值模拟，分析神狐天然气水合物富集区构造-沉积的演化、温度场与稳定域的变迁、有机质成熟产气历史、流体运移、天然气水合物聚散与分布，重建了天然气水合物成藏过程，表明神狐海域天然气水合物成藏具有区域性，调查区南部更深的水区域是未来勘探的有利区（图3）。

图3 神狐海域天然气水合物成矿的时空演化图

　　对于资源规模而言，高饱和度的天然气水合物更具有实际意义，也是开展天然气水合物试采以及未来开发所关注的焦点。本次对神狐天然气水合物成矿控制因素的认识，不仅对于了解该区天然气水合物成藏特征有重要的科学意义，并且对未来勘探方向具有重要的指导意义。

（中国地质调查局广州海洋地质调查局 付少英供稿）