可燃冰毕业论文.doc

扬州工业职业技术学院20092010学年第 二 学期毕业设计（论文）（课程设计）课题名称： 天然气水合物的开发 设计时间： 2009.11.10-2010.4.30 系 部： 化学工程系 班 级： 0701石油化工生产技术 姓 名： 司军 指导教师： 徐红 答辩情况答辩教师： 年 月 日评语成绩评定 指导教师： 年 月 日目录一、天然气水合物概述2二、天然气水合物的开发历程22.1 世界天然气水合物勘探发现历程22.2世界天然气水合物资源查明分布状况3三天然气水合物勘探方法和开采技术43.1勘探方法43.1.1地球物理勘探法43.1.2 地球化学勘探法43.1.3 标型矿物法53.1.4 自生沉积矿物学法53.1.5 新一代地球观测系统53.2开采技术53.2.1加热法63.2.2 降压法63.2.3 添加化学剂法73.2.4 CO2驱替法83.2.5利用高能气体压裂技术8四开采天然气可燃冰对环境的影响9五天然气水合物勘探开发动向10六我国对天然气水合物研究进展12七、 结论18【参考文献】19致 谢21扬州工业职业技术学院毕业论文天然气水合物的开发司军0701石油化工 摘要：天然气水合物是一种新型洁净能源，其蕴藏量约为现有地球化石燃料含碳量总和的两倍，天然气水合物资源开发已经引起了全世界的关注。提出了先利用高能气体压裂技术对储层进行压裂后再结合电磁加热或降压法开采，或者利用加热法和降压法结合开采的思路，以期达到经济有效开采的目的。此外，我们还要密切关注开采天然气水合物对环境的重要影响，同时我们国家开发天然气水合物的步伐也越来越快了。关键词：天然气水合物，开采，高能气体压裂，环境Development of Natural Gas HydrateSIJUN 0701 PetrochemicalAbstract: Gas hydrate is a new type of clean energy, its reserves of fossil fuels on Earth is about the current twice the sum of the carbon content of natural gas hydrate resourcesDevelopment has attracted worldwide attention. Made the first use of high-energy gas fracturing technology to reservoir fracturing and then combined step-down method of electromagnetic heating or extraction,or use the heating method and step-down method combined with the exploitation of ideas, in order to achieve cost-effective exploitation purposes. In addition, we also pay close attention to the exploitation of gas hydrate a significant impact on the environment, while our countrys pace of development of natural gas hydrate faster and faster.Key words: gas hydrates，mining，High Energy Gas Fracturing，Environment一、天然气水合物概述 天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。它可用M n H2O 来表示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、 H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99的天然气水合物通常称为甲烷水合物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。在标准状况下，一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。天然气水合物使用方便，燃烧值高，清洁无污染。据了解，全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景，美国、日本等国均已经在各自海域发现并开采出天然气水合物，据测算，我国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量，约相当我国目前陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。 我国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品“可燃冰”，从而成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。 二、天然气水合物的开发历程2.1 世界天然气水合物勘探发现历程 20世纪60年代初，前苏联借助地球物理方法首次在西伯利亚永冻层中发现了天然气水合物随后美、加在阿拉斯加北坡三角洲冻土带相继发现了大规模的水合物矿藏。7O年代初，英国地质调查所科学家在美国东海岸大陆边缘进行的地震探测中发现了“似海底反射层”并于1974年在深海钻探岩心中获取天然气水合物样品并释放出大量甲烷，证实了BSR与天然气水合物有关。 70年代末至80年代初，深海钻探计划和大洋钻探计划陆续实施，在全球多处海底发现了天然气水合物。随着大规模的国际合作相继开展，天然气水合物研究以及综合普查勘探工作进入全面发展阶段 1991年，美国能源部组织召开“美国国家天然气水合物学术讨论会”。1995年冬，ODP64航次在大西洋西部布莱克海台组织了专门的天然气水合物调查，打了一系列深海钻孔，首次证明天然气水合物分布广泛。并肯定了其商业开发价值。同时指出天然气水合物矿层下的游离气也具有经济意义。2.2世界天然气水合物资源查明分布状况 天然气水合物资源主要存在于世界范围内的沟盆体系、陆坡体系、边缘海盆陆缘，尤其是与泥火山、热水活动、盐泥底辟及大型断裂构造有关的深海盆地中另外还包括扩张盆地和北极地区的永久冻土区(见图1)。大西洋的85、太平洋的95、印度洋的96（一20， 1O， O ，1O ，2O ，30温度之间）的地区中含有天然气水合物，并且主要分布于海平面下200600m的深度内。 图1北极地区与海洋环境下天然气水合物存在条件三天然气水合物勘探方法和开采技术3.1勘探方法3.1.1地球物理勘探法 地球物理勘探法主要包括地震勘探技术和测井技术、钻孔取样技术、热流测量技术、海洋电磁法探测技术等。地震勘探技术是应用最为广泛的天然气水合物勘探调查研究方法，通过该方法可确定大面积分布的天然气水合物。利用测井技术，可确定天然气水合物、含天然气水合物沉积物在深度上的分布：估算孔隙度与甲烷饱和度；地震与其他地球物理资料作校正。同时，测井资料也是研究井点附近天然气水合物主地层沉积环境及演化的有效手段。由于天然气水合物储层的特殊性。因此测井方法具有明显的试验性。3.1.2 地球化学勘探法 地球化学方法是20世纪80年代中期开发的一种新勘探方法，主要包括有机化学法、流体地球化学法、稳定同位素化学法、酸解烃法、海洋沉积物热释光法等。由于天然气水合物极易随温度、压力的变化而分解海底浅部沉积物中常常形成天然气地球化学异常。这些异常不仅可指示天然气水合物可能存在的位置而且可利用其硅类组分比值及碳同位素成分判断其天然气的成因。3.1.3 标型矿物法 指示天然气水合物存在的标型矿物通常是某些具有特定组成和形态的碳酸盐、硫酸盐和硫化物，它们是成矿流体在沉积、成岩以及后生作用过程中与海水、孔隙水、沉积物相互作用所形成的一系列标型矿物。天然气水合物分解以后，碳酸盐会发生沉淀，这种碳酸盐就具有一种特殊的同位素地球化学特征，据此可判断天然气水合物的存在。3.1.4 自生沉积矿物学法 20世纪90年代以来， 自生碳酸盐矿物在北美西部印度西部大陆边缘和地中海的海底高原等区域海底沉积物中相继发现。从而使人们将天然气水合物的分布与自生碳酸盐矿物形成联系起来并将该自生矿物产出作为天然气水合物的形成标志。这些自生矿物呈碳酸盐的岩隆、结核和烟囱等形式产出，与之相伴的海洋贝类、蚌类、管状蠕虫类、菌席和甲烷气泡等，这些都是由富甲烷流体垂直向排出所致，它们在泥底辟和泥火山发育区更为典型。 3.1.5 新一代地球观测系统 利用新一代卫星遥感数据可以将固态天然气水合物的特殊标志信息，如固态天然气水合物渗漏反映在遥感图像上。从而识别天然气水合物矿藏。3.2开采技术 天然气水合物的开发思路，首先考虑如何使蕴藏在沉积物中的天然气水合物分解成天然气(目前主要是通过改变温度、压力促使其分解)，然后再将天然气采至地面。3.2.1加热法 加热法（或称为热激发法)是将蒸汽、热水、热盐水或其他热流体从地面泵入水合物地层(也可用开采重油时使用的火驱法)，促使温度上升、水合物分解(见图2)。该方法主要缺点是热损失大、效率低，特别是在永久冻土区。3.2.2 降压法 降压法的做法一般是在水合物层之下的游离气聚集层中“降低”天然气压力或形成一个天然气空腔(可由热激发或化学试剂作用人为创造)，使与天然气接触的水合物变得不稳定，分解为天然气和水（见图3)。3.2.3 添加化学剂法 将某些化学剂如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等从井孔注入后，可以改变水合物形成的相平衡条件，降低水合物稳定的温度，从而其分解（见图4）。该方法较加热法作用缓慢，且成本高，但确有降低初始能源输入的优点。3.2.4 CO2驱替法 近期有学者提出了C02驱替法，即用C02 置换开采，通过形成C02 水合物放出的热量来分解天然气水合物(见图5)。此法可使用工业排放的C02。3.2.5利用高能气体压裂技术 高能气体压裂的基本原理就是利用火药或推进剂的燃烧产生脉冲加载并控制压力上升速度，使释放的大量高温高压气体作用于井壁岩石上，压开径向裂缝体系，沟通地层喉道和天然微裂缝解除近井地带的有机物堵塞。提高井简附近地层的导流能力，从而达到增产增注的目的。该天然气水合物气田适合采用高能气体压裂的依据有(1)天然气水合物层在地下约750m左右，小于2000m；(2)地处冻土带，在这些地区道路、井场、水源等施工条件受限制，不适合其他工艺复杂的增产措施；(3)该储层物性较好，压裂后增产效果显著：(4)产生热效应，爆压时火药燃烧释放出大量热量，一般能达600800，在绝热条件下使气体温度达1000以上，而且相对集中，这些热量可以分解近井地带的天然气水合物，直接改善近井地带的渗流环境；(5)推进剂燃烧产生的CO2气体也可以和天然气水合物发生反应从而置换出天然气：(6)高能气体压裂可以克服对气井进行水力压裂时因压裂液大量进入地层而产生两相流动，进而引起气锁等不利因素由此看出，广泛分布的天然气水合物的储层物性变化范围也比较大我们可以先陆上再海上逐步探索，筛选出适合高能气体压裂的储层，压裂后再结合其他开采方法，从而达到经济有效的开采。 a.天然气井。对气井进行水力压裂将会因压裂液大量进入地层而产生两相流动。进而引起气锁等不利因素，不但不能增产，相反会严重影响气井的产量；而高能气体压裂因其独特的压裂增产机理，完全可以克服以上不利因素，达到改造气藏、提高气井产量的目的。 b.高能气体压裂的工作介质是处于高温、高压下的N2、NO、NO2 、CO、CO2和水蒸汽，这些热气体可以清除近井地带的沥青质、蜡质和其他机械杂质的堵塞。 c.戈壁、沙漠、滩海等区域浊气的增产处理。在这些地区，道路、井场、水源等施工条件受限制，不适合其他工艺复杂的增产措施，而高能气体压裂工艺以其简便、施工设备少以及对施工条件要求低的优点而能在这些区域较大程度地发挥作用。d.高能气体压裂适用于中、高渗透污染油藏和中低渗透裂缝较发育的灰岩、砂岩油藏，而对于岩性致密的油藏或泥质过多的油藏不太适用。四开采天然气可燃冰对环境的影响 天然气水合物在开发过程中肯定会对海底环境产生一些影响，最常见的是温室效应、海底滑坡以及对海底环境的影响。天然气水合物蕴藏量极大，其甲烷的吞吐量也极大，是全球碳循环中的重要环节。在岩石圈与水圈、气圈的碳交换中起重要作用。甲烷气体是大气中一种重要的组分，虽然其含量仅为CO2的05 ，但甲烷的温室效应要远比CO2，强得多，约为CO2 的21倍。天然气水合物在开采过程中随着压力、温度的变化必然会造成部分水合物的分解并释放到大气中去，加重温室效应。更为严重的是，伴随全球变暖，海水水温、地层温度上升以及海平面上升的变化，极地永久冻土带之下或海底的天然气水合物会自动分解，大气的温室效应进一步加剧。加拿大福特斯洛普天然气水合物层正在融化就是一个例证。近年来有研究者发现天然气水合物分解同地震、火山喷发等自然现象一样会造成海底滑坡 。海洋天然气水合物赋存区主要在近海的大陆架和大陆坡地区，该区域是人类海洋工程实施的主要区域。天然气水合物在自然界中极不稳定，温差条件的微小变化都会引起它的分解或生成。由于其一旦分解，会产生大量气体，释放在岩石孔隙，从而使地层结构和固结程度发生变化容易在地震波、风暴波或人为因素作用下引起海底滑坡或泥石流。这是威胁海底电缆的铺设和保养、海洋石油天然气钻探工程、海洋渔业等安全的潜在地质灾害因素。20世纪90年代在巴西北东部大陆边缘的亚马逊及日本海岛附近等海域发现了海底滑塌、滑坡和浊流作用等现象。目前对此较为一致的认识是，这些海底地质灾害可能是由海平面升降、海啸和地震导致水合物分解而引起的。天然气水合物开采过程中释放的大量CH4常和海水中的O2反应生成CO2，而CO2 又会与礁石中的CaCO3反应生成Ca(HCO)2。海底O2的大量消耗造成了一些好氧生物群的萎缩甚至出现物种灭绝。同时也会造成生物礁退化，破坏海洋生态平衡。五天然气水合物勘探开发动向 自20世纪60年代以来，世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物。目前，各国对于天然气水合物的开发利用都寄予很大期望。2002年，日本、加拿大、美国、德国、印度共同展开研究活动，在加拿大首先实现了从地下的天然气水合物层向地表输送甲烷气体。研究天然气水合物资源量及勘探开发技术的国家主要有美国、英国、德国、加拿大、俄罗斯、日本、印度、韩国、中国等，各个国家在过去的20年里都相继投入了大量的资金进行天然气水合物的资源特征、生产开发、对环境的影响、安全性和海底稳定性等方面的研究。美国参议院于1998年通过决议，把天然气水合物作为国家发展的战略能源，将“甲烷水合物研究与资源开发利用”列入国家发展长远计划，每年投人2000万美元， 由能源部和美国地质调查局组织有关部门实施，要求2010年达到计划目标，2015年进行商业性试采。到目前为止，美国已在天然气水合物的研究上耗资近3亿美元。据相关统计数据表明，日本目前是世界上天然气水合物探明储量较多的国家之一，大约为74106 m3以1999年日本国内天然气消费量计算的话，预计可以维持100年。日本的天然气水合物埋藏范围广泛几乎遍及从北海道到冲绳的海域。2006年日本东京大学和海洋研究开发机构的研究小组，在日本新漓县附近海域发现东亚第一个露出海底的天然气水合物区。近年来，在国土资源部统一组织下，中国海洋地质调查部门通过连续9年的调查研究，发现南海北部具有良好的天然气水合物资源前景，并于2007年56月经钻探在南海北部海域获取了天然气水合物的岩心样品。与世界上已发现的天然气水合物相比，我国发现的纯度很高，燃烧后几乎没有污染。lm3天然气水合物(不含杂质)可转化为164m3天然气和0.8m3水。探测表明：仅南海北部的天然气水合物储量，就已达到我国陆上石油总量的12左右；此外，在西沙群岛已初步圈出天然气水合物分布面积5242km。在南海北部获取实物样品之后尽快发现具有开采价值的天然气水合物矿藏已成为当前中国天然气水合物勘探研究的首要目标。研究发现，中国南海北部陆坡具有与世界其他地区类似的形成天然气水合物的地质环境和温度压力条件，但同时该区又具有新生代构造强、岩浆活动频繁、热流高、气源类型复杂等不同于世界其他天然气水合物发育区的地质背景。据悉，“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”项目。已通过国家重大基础研究发展计划“973计划”组织的审查，这标志着中国对天然气水合物的重大基础研究全面展开，也是“973计划”首次确认对天然气水合物研究给予专项支持。该研究专项将以中国南海北部天然气水合物发育区为研究对象围绕其成矿机制和富集规律及开采理论基础建立南海北部陆坡天然气水合物成矿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，为中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。该项目的依托单位为国土资源部，承担单位为中国地质调查局。项目组织了国内天然气水合物、海洋油气、海洋地质调查研究和产业领域的主要优势单位。包括中国科学院、中国地质大学、中国石油大学、中海石油研究中心等。整个项目将于2009年1月正式启动。中国已成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家，中国对天然气水合物已进行了9年海上勘查，累计投入5亿元人民币。预计在2010之前将再投入近5亿元人民币进行天然气水合物研究。韩国产业资源部2008年1月宣布，韩国在日本海(韩国称“东海”)海底发现大型天然气水合物矿藏。这是韩国继在日本海成功采集到天然气水合物后的再次发现，天然气水合物开发项目团在1800m 以下的海底发现了3个天然气水合物矿层。韩国成为继美国、日本、印度和中国后，世界第五个确认深海天然气水合物矿藏的国家。六我国对天然气水合物研究进展 我国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品“可燃冰”，从而成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。2007年5月1日凌晨，我国在南海北部的首次采样成功，证实了我国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源，标志着我国天然气水合物调查研究水平已步入世界先进行列。据悉，迄今为止，全球至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。可燃冰主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带，比较难以寻找和勘探。新研制的这套灵敏度极高的仪器，可以实地即时测出海底土壤、岩石中各种超微量甲烷、乙烷、丙烷及氢气的精确含量，由此判断出可燃冰资源存在与否和资源量等各种指标。 我国对天然气水合物的研究开展得比较晚，20世纪80年代中期才陆续有翻译和报道国外天然气水合物的调查和研究成果。1995年起，在中国大洋协会和原地质矿产部的支持下，我国先后实施了“西太平洋天然气水合物找矿前景与方法的调研” 和“中国海域天然气水合物勘测研究调研”2项研究课题。1998年，国家高技术研究发展计划(“863”计划)海洋领域还启动了“海底天然气水合物资源探查的关键技术”课题，并经在南海北部示范区的试验，初步探索了BSR（水合物沉积层的底界反射）处理技术和在我国当前技术条件下的地球化学、地热学研究方法。1999年10月起，广州海洋地质调查局率先在南海北部陆坡区开展了天然气水合物的实际调查，由此我国天然气水合物的研究进入了快速发展时期。目前我国已在天然气水合物的实验室模拟、物化性质、资源评价等方面开展了多项研究， 并对我国南海海域天然气水合物资源前景进行了调查。我国天然气水合物的调查和研究区域主要集中在南海北部（见图6）， 并兼顾了东海海域以及南海的其它海域，调查的同时也开展了一些基础性的研究工作， 并取得了大量的研究资料。中国地质调查局在数年综合调查的基础上，于2007年5月在南海北部的神狐海域正式采集到了天然气水合物的实物样品，成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采集到天然气水合物实物样品的国家。在南海发现天然气水合物的神狐海域成为世界上第24个采集到天然气水合物实物样品的地区， 也是第22个在海底采集到天然气水合物实物样品的地区和第12个通过钻探工程采集到天然气水合物实物样品的地区。在这次天然气水合物的钻探航次中， 在神狐海域约1200m 的水深中的3个站位采集到了天然气水合物的实物样品，这些天然气水合物在泥质沉积层中呈浸染状产出。此次成功获取了天然气水合物实物样品， 展示了我国南海北部海域巨大的天然气水合物资源远景，证实了我国有关基础性地质工作的可靠性，也标志着我国天然气水合物调查研究水平跨入了世界领先的行列。本文在对南海北部以往几年里进行的天然气水合物调查研究的基础上，对研究所取得的进展从地球物理、地质和地球化学3个方面进行了归纳和总结，并提出了今后研究的方向和重点，为未来了解、认识和研究天然气水合物提供科学参考。图6 南海北部天然气水合物钻探位置和BSR的分布 南海北部的天然气水合物的研究也是从BSR的研究开始的。REED最早报道了在南海存在BSR，并在台湾南部海域鉴别出BSR。1998年，我国学者姚伯初在研究了10万余公里的多道地震后发现，在东沙群岛和西沙海槽有BSR，并推测这些地区存在天然气水合物，同时，台湾学者在处理1990年台湾近海的地震资料时也发现了面积达2万km的BSR，并推测该区域存在天然气水合物。在完成大洋钻探184航次后，宋海斌等、吴时国等收集了德国“太阳号”用于确定站位的地震剖面，识别出BSR和其它地球物理标志。广州海洋地质调查局经过数年的调查后，在南海北部陆坡的东沙群岛南部、西沙海槽的南北斜坡、南盆地东缘等地发现了多处BSR，在完成“973”项目过程中，该项目组还在台湾西南海域识别出BSR、振幅空白和极性反转等地震标志，结合区域地质资料，认为该地区有良好的天然气水合物成矿前景。在天然气水合物的调查中，BSR是第一也是最重要的地球物理指标，但空白带、速度振幅异常和波形反转等其它地球物理指标也是调查中不可忽略的指标。在南海北部天然气水合物的地球物理调查中也进行了空白带、速度振幅异常和波形反转等指标的调查，这些地球物理标志与BSR相伴随，说明了南海北部具有良好的天然气水合物成矿前景。此外，梁劲等对南海北部陆坡可能存在天然气水合物的地区进行了速度特征的综合研究，认为高精度速度分析有利于确定天然气水合物的富集层位；文鹏飞等从天然气水合物或游离气的地震特性出发，从反演的角度取得了天然气水合物的物性参数，证明了剖面上BSR的强弱与天然气水合物含量之间的关系。刘学伟等以南海北部HD152测线为例，就如何提高当BSR和空白带特征不明显时天然气水合物识别的可信度进行了讨论，认为利用剖面中纵波和横波的速度、泊松比以及部分AVO属性可识别天然气水合物和游离气。总之，南海北部的地球物理研究进展表明，南海北部陆坡是存在天然气水合物的。2007年5月在南海北部神狐海域BSR区域采集到天然气水合物的实物样品，证实了以往地球物理研究成果的可靠性。作为我国勘探和开发的首选地区，南海北部的天然气水合物地质方面调查和研究已经取得了巨大的进展。在当前能源短缺的形势下，祝有海、卢振权 、赵生才、张光学 、何家雄 和姚伯初等建议尽快实施我国南海北部天然气水合物的钻探和研究工作。广州海洋地质调查局早在2002年就在南海北部东沙群岛取得了冷泉碳酸盐岩，2004年中国地质调查局和德国基尔大学海洋科学研究所合作开展的科学考察也进一步证实了其存在，并认为其面积可达430 km2 ，这是在南海北部发现天然气水合物存在的BSR证据以来的又一重要证据。在2005年的南海北部科学考察中，中国科学院南海海洋研究所又在南海北部发现了两个冷泉碳酸盐岩站位 ，陆红锋等也报道了2004年广州海洋地质调查局在南海北部神狐海区获得了大量的碳酸盐岩烟囱的调查结果。对这些碳酸盐岩，我国研究者进行了岩石学、矿物学、地球化学以及生物学等方面的研究，结果表明：这些碳酸盐岩主要是由碳酸盐矿物、陆源碎屑和粘土矿物组成，含有少量的黄铁矿和针铁矿，将其与世界上获得天然气水合物地区的碳酸盐岩进行对比表明，南海北部存在天然气水合物的可能性很大。除了发现碳酸盐岩烟囱外，在南海北部还发现了与天然气水合物有关的地貌特征。SHYU报道了在台湾西南部地区发现了泥底辟，并估算了其热流；CHOW etal也认为台湾西南部地区不仅存在泥底辟，还存在麻坑；陈多福等报道了琼东南盆地存在泥底辟的研究结果；王宏斌 、沙志彬等在讨论底辟构造与天然气水合物的关系时发现，南海北部陆坡发育有大量的泥底辟。研究中发现，大部分的泥底辟与BSR伴生，且从具有天然气水合物的地区来看，泥底辟有利于天然气水合物的运移和保存；同时，由于南海北部属于被动大陆边缘，受新生代的构造影响较大，海槽、海谷、海山、海丘、陡坡、陡坎、海底高原、陆坡台地、海底滑塌及海底扇等各种构造地貌发育，这些构造地貌为天然气水合物的形成提供了有利条件。一些研究者也讨论了南海北部的沉积条件与天然气水合物形成的关系。吴时国在讨论东沙海区的天然气水合物形成及分布的地质因素时认为，在东沙群岛地区存在与天然气水合物有关的3种沉积类型；张志杰讨论了南海北部的台湾西南部地区附近的构造沉降与沉积作用对天然气水合物的控制；于兴河根据整个南海的沉积条件并结合其它地质条件，探讨了南海存在天然气水合物的有利区块；苏新根据南海北部陆坡中新世以来的沉积物特性，讨论了南海北部的天然气水合物形成的有利分布区域；MCDONNELL etal从台湾西南部构造和沉积方面讨论了台湾西南部天然气水合物可能存在的区域。对于南海北部天然气水合物存在的地热条件，金春爽、JIN etal讨论了地热场特征以及有利于天然气水合物分布的地热场，同时讨论了地热对天然气水合物的影响。陈多福、陈忠等和CHEN etal 还发现了在冷泉碳酸盐岩中存在石化的微生物细菌。卢振权等利用卫星热红外遥感探测了南海的天然气水合物，并预测了其分布区域，在这种条件下，也有研究者估算了南海天然气水合物的资源量。总之，南海北部的地质条件使其拥有了存在天然气水合物的可能性，而其所起的作用在2007年56月的天然气水合物钻探航次中得到了证实。地球化学研究进展在寻找天然气水合物时，除了寻找地质和地球物理方面的标志外，地球化学标志也是天然气水合物存在的有利证据。我国的研究者首先是从对空气的甲烷含量以及碳同位素的研究开始进行天然气水合物地球化学标志研究的。从全球天然气水合物的产地来看，甲烷来源大部分是生物成因的，仅有2个典型的地区发现有热解成因的甲烷存在，即墨西哥湾和挪威格陵兰海(NorwegianGreenland Sea)，但是热解气也可能破坏深部烃类气体源。从已有的研究成果看，南海北部区具有甲烷气体的异常分布区，但它的烃类气体主要来源于深部热解成因的气体，可能也混合有浅部生物成因的气体。祝有海等在绘制和分类酸解气分布图时发现，在西沙海槽西缘、台西南盆地与笔架南盆地等区域存在明显的高甲烷含量异常，尤其是台西南盆地和笔架南盆地，甲烷含量较高，常常大于200 Lkg，且这类高甲烷含量异常区往往与BSR分布区一致。王宏语等测定了西沙海槽的烃类气和碳同位素值，认为该地区的气体主要是海底表层沉积物所含的甲烷气，是以热解成因为主的，少量为生物成因的。对碳酸盐岩进行的碳、氧同位素分析得到了两种不同的结论。上述研究表明，对于天然气水合物区气体的成因有两种结论，一个与全球大部分天然气水合物的碳酸盐岩同位素的结果相似，另一个则与甲烷同位素的结论一致。由于上述两种结论所采集样品的位置不同，因此产生两种不同结论的具体原因还有待于今后的进一步研究。Cl-浓度异常和SO2-浓度梯度已经成为目前天然气水合物最为重要的地球化学指标，这是在总结了DSDP和ODP的钻孔资料后得来的。但是由于钻孔的取样深度一般是在百米以上，而南海北部沉积物的最大取样深度较小， 所以很难通过Cl-浓度异常和SO2-浓度梯度两项地球化学指标对南海北部地区是否存在天然气水合物进行判断，不过若南海北部区与存在天然气水合物地区在上述两项地球化学指标上相类似，那么天然气水合物存在的可能性是很大的。蒋少涌等从南海北部海底沉积物孔隙水中的Cl-和SO2-离子浓度特征发现，有些站位沉积物的地球化学指标与含天然气水合物沉积物的典型地区的地球化学指标相类似，同时，在讨论SMI界面时还发现，南海北部的SMI界面深度为20 in以内，与ODP204和ODP164钻孔得到的SMI界面的深度相一致，这些站位都正好位于BSR的分布区内，可见在这些站位下面存在天然气水合物的可能性很大。杨涛等从南海北部海底沉积物孔隙水中的氢、氧同位素特征的角度讨论了其对天然气水合物的指示意义，发现A14站位的8个样品中与天然气水合物有关的重同位素值(8 D和8 O)随深度呈增大的趋势，指示出该区存在天然气水合物的可能性极大。研究者还根据单一站位地球化学的异常特征讨论了其存在天然气水合物的可能性。ZHU et al和王建桥等根据大洋钻探184航次1146站位的孔隙水和顶空气的地球化学和同位素特征讨论了天然气水合物存在的可能性；祝有海等研究了S14站位的地球化学异常，认为在该站位之下可能存在天然气水合物；邓希光等研究了HD196站位的地球化学特征，并结合其它的资料认为，该站位之下可能存在天然气水合物；杨涛等分析了南海北部陆坡西沙海槽XS一01站位沉积物孔隙水的地球化学特征，认为该站位是西沙海槽区最有利的天然气水合物赋存区，值得做进一步的勘查工作。此外，刘坚等根据东沙群岛浅层沉积物硫化物分布特征讨论了该地区存在天然气水合物的可能性，认为沉积物中高含量的硫化物与天然气水合物分解形成的甲烷流有直接的关系。总之，南海北部的地球化学证据表明，在南海北部陆坡存在天然气水合物的可能性是很大的，该区的地质和地球物理条件以及在2007年的钻探调查都证实了其存在的可能性。七、 结论(1)天然气水合物资源勘探备受世界瞩目。天然气水合物为水晶状物质，由包围着固体甲烷的水分子架构组成，是以甲烷为主的气态烃类物质(含少量CO2、H2S等非烃分子)充填或被束缚在笼状水分子结构中形成的冰晶状物质。(2)天然气水合物是20世纪发现的一种新型后备能源，为21世纪石油天然气的理想替代资源，是目前地球上尚未开发的最大能源库。(3)天然气水合物主要存在于全球范围内的沟盆体系、陆坡体系、边缘海盆陆缘，尤其是与泥火山、热水活动、盐泥底辟及大型断裂构造有关的深海盆地中，包括扩张盆地和北极地区的永久冻土区。(4)天然气水合物在大陆上主要分布于阿拉斯加北坡、加拿大马更些三角洲等地。中国青藏高原永久冻土带区域也蕴藏着大量的天然气水合物资源。(5)天然气水合物勘探方法有地球物理法、地球化学勘探法、标型矿物法、自生沉积矿物学法等，采用多学科综合勘探是天然气水合物勘探发展方向。天然气水合物开发技术有加热法、降压法、添加化学剂法、驱替法、高能气体压裂技术等。(6)依据近年试验性开采的成果和技术进步看，2015 2020年发达国家实现工业规模开采水合物气在技术上是可行的，但实现商业开采则有待时日。研究天然气水合物资源的勘探开发方法，提高勘探开发效果，实现天然气水合物资源优化利用，将是21世纪解决替代能源的一条重要出路和比较现实的选择。【参考文献】1周锡堂，樊栓狮石英沙中甲烷水合物的降压分解实验研究J天然气化工，2007(32)：52-552 Klauda J B，Sandier S IGlobal Distribution of MethaneHydrate in Ocean Sedimentl Energy& Fuels，2005，19：453-4593赵生才天然气水合物研究现状及我国对策J_地球科学进展，2002，l7(3)：461-4644李淑霞，陈月明天然气水合物开采方法及数值模拟研究评述J中国石油大学学报(自然科学版)，2006，3(32)：146-l505樊栓狮，梁德青，陈勇天然气水合物资源开发现状及前景J现代化工，2003，23(9)：l25-1276吴必豪，张光学，祝有海，等中国近海天然气水合物的研究 进展J地学前缘，