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ODP典型站位酸解烃地球化学特征、提取技术及其在天然气水合物勘探中指示意义的研究

黄紫嫣  
【摘要】:天然气水合物这种新型清洁能源在世界各国受到了广泛重视,因此目前亟需对水合物的勘探开发技术进行深入细致的研究。烃类地球化学方法是常用的水合物勘探技术之一,对于水合物的调查和研究具有十分重要的意义。目前国际大洋钻探计划ODP/IODP主要获取钻井岩心中游离气,但游离气获取成本高,且反映的主要是成藏中“动态”过程,而岩心中的吸附态烃气(酸解烃)能够比较完整保留着油气聚集及油藏形成过程中,各储层中烃类气体的含量和变化情况,可从实验结果得出的具体烃类气体含量值,获得轻烃异常区,从而圈定油气藏赋存区。本文申请了ODP/IODP典型水合物站位中354个钻井岩芯样品,通过自主研发的脱气仪器提取其中的酸解烃气体,系统地总结了不同站位井中沉积物无机碳指标特征及其与水合物赋存区酸解烃烃指标之间的关系,详细地对比了碳酸盐含量及其同位素特征与酸解烃组分特征之间的相关性规律,将井中不同指标进行了对比与统一,旨在为有利于天然去水合物聚集的最佳地质条件和环境的识别提供地球化学方面的依据,对于天然气水合物的勘探开发有着重要的研究意义和应用价值。研究表明:(1)具有自生碳酸盐属性的冷泉碳酸盐和浊积岩常常与水合物伴生,是水合物赋存发育的最佳地质条件和环境之一。(2)酸解烃是表征碳酸盐岩吸留烃类组分的地球化学指标,酸解烃指标在碳酸盐和浊积岩上具有不同的有地球化学特征,有助于自生碳酸盐和浊积岩的识别。(3)冷泉和甲烷渗漏碳酸盐岩分布是甲烷厌氧氧化反应(AMO)过程的响应,具有高于井中酸解烃甲烷和碳酸盐均值的显著地球化学特征。(4)浊积岩层酸解烃甲烷大于或接近于井中酸解烃甲烷均值,具有高频低幅值波动的地球化学特征。在对ODP/IODP样品进行脱气获取酸解烃的过程中,由于脱气装置是手工操作,不仅操作过程繁杂而且废品率较高,装置的稳定性也不强,鉴于酸解烃对于天然气水合物的良好指示作用,为了满足增加的酸解烃提取需求,对酸解烃脱气装置进行改装。本文通过对天然气水合物现阶段的烃类气体前处理原理、仪器等的综合调研,完成了全自动化仪器改装,经测试各项仪器性能测试均符合要求。


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