神狐海域首次发现Ⅱ型天然气水合物

摘要：在南海天然气水合物勘查成果的基础上，于神狐钻探区开展了天然气水合物钻探工作，首次发现了Ⅱ型天然气水合物。该成果对于认识南海天然气水合物赋存状态及指导勘查具有重要意义。
　　1. 项目概况
　　该子项目“南海天然气水合物资源钻探”，归属于“南海天然气水合物资源勘查”项目，由中国地质调查局广州海洋地质调查局承担。通过在南海北部陆坡实施天然气水合物钻探，获取天然气水合物赋存地层的地球物理测井资料及岩心样品，评价天然气水合物赋存特征及其矿藏控制资源量，为天然气水合物试采区优选提供依据。
　　2. 成果简介
　　（1）此次发现天然气水合物的站位主要为SH-W19-2015，站位水深1273.8m，完钻深度在海底以下242.37m，在先导孔随钻测井中，海底以下134～202m出现电阻率异常，其对应的声波时差曲线亦降低，曲线形状与电阻率曲线呈镜像关系，判断该层段含有天然气水合物（图1）。在本站的钻探过程中，从位于海底基座的摄像头上观察到了井口附近有大量块状天然气水合物向上溢出现象（图2）。
　　（2）从SH-W19-2015站位取心结果看，海底以下深度135～138m之间的天然气水合物饱和度最高。这种表现与先导孔上部随钻测井电阻率异常相吻合。所有的岩心测量（红外异常、视觉检查、孔隙水淡化）表明，天然气水合物分布于孔隙空间中。位于含天然气水合物层之上及之下的孔隙水盐度明显增大，表明这或许是天然气水合物形成的活动系统，其中的天然气水合物正在生成。
　　（3）现场样品分析显示钻探区内以结构Ⅰ型天然气水合物为主，兼有Ⅱ型天然气水合物存在。自然界主要存在3种天然气水合物类型，分别为Ⅰ型（气体以甲烷、乙烷等小分子烃为主）、Ⅱ型（气体可以有丙烷、异丁烷等较大分子数的烃类气体分子）和H型（气体分子可以容纳分子数更大的原油分子），生成何种类型的天然气水合物，主要取决于客气分子的种类、比例和分子大小，纯甲烷只能形成Ⅰ型天然气水合物，而当乙烷及其他高阶碳氢化合物比例较高时可能形成Ⅱ型天然气水合物。自然界中Ⅰ型分布最为广泛，Ⅱ型次之，H型极少。由现场样品分析可知，甲烷在所有的气体样品（顶空气、空隙气及保压岩心释压气）分析中均为主要烃成分，但也有其他气体含量增多的情况，乙烷和丙烷（图3）于海底以下135～157.5m之间的浓度比海底以下100～135m之间的浓度高。保压岩心释压脱气过程中，随着脱气过程的进行，丙烷的浓度变化较乙烷强烈，可能反映了天然气水合物不同组分的差异分解。基于保压岩心W19B-21A全部气体组分摩尔比（甲烷∶乙烷∶丙烷为0.993∶0.0046∶0.0022）分析，这些沉积物中的天然气水合物可能为Ⅰ和Ⅱ型天然气水合物的混合体。
　　3. 成果意义
　　尽管在自然界发现II型天然气水合物的报告并不少见，但在中国南海海域发现Ⅱ型天然气水合物尚属首次，不仅对该区天然气水合物成藏研究具有重要的科学意义，也为资源潜力的评价提供了依据，为后续的天然气水合物勘探开发奠定了基础。