珠江口盆地东部海域高通量流体运移特征及其对水合物成藏的控制

According to the results of ocean gas hydrate drilling, Tréhu et al classified the marine gas hydrate deposits into focused, high-flux (FHF) and distributed, low-flux (DLF) gas hydrate systems. The drilling results of Shenhu area in northern South China Sea (SCS), GMGS1 conducted during 2007, indicated that the gas hydrate deposits discovered in Shenhu area are the typical DLF gas hydrate system. However, the commercial production potential of FHF gas hydrate deposits is obviously greater than DLF. As a result, how to discover FHF gas hydrate deposits in the northern SCS will become one of the most important issues for the gas hydrate exploration in China. The results of China’s second major gas hydrate expedition, GMGS2, conducted in the eastern part of the Pearl River Mouth Basin during 2013, suggested the occurrence of the FHF gas hydrate deposits. However, the characteristics of high-flux fluid flow and mechanism of gas hydrate accumulation are still poorly understood. This application tries to adopt the method of the combination of morphology, geology and geophysics and integrated it with post-drilling cores, logs and geochemical data to study the identification marks, migration mechanism and controls on gas hydrate accumulation of the high-flux fluid flow recognized in the eastern part of the Pearl River Mouth Basin. This study would improve the determination on site selection and pre-drilling forecasting for the next gas hydrate drilling in China.

Tréhu根据海域水合物的钻探结果，把海域水合物藏分成汇聚高通量型及分散低通量型。2007年在南海北部神狐海域钻探的结果表明神狐海域的水合物藏属于典型的分散低通量型水合物藏，然而，汇聚高通量型水合物在商业化开采潜力上要明显优于分散低通量型，因此，如何在我国南海北部发现汇聚高通量型水合物藏将成为未来我国水合物勘探最为重要的课题之一。2013年在珠江口盆地东部海域实施的我国第二个水合物钻探工程其结果表明，在该海域存在汇聚高通量型水合物藏，然而对于高通量流体运移特征及其成藏机制仍然知之甚少。本项目试图通过地貌-地质-地球物理相结合的方法，研究珠江口盆地东部海域高通量流体运移现象，并结合钻后的岩心测井及地化资料，探讨高通量流体运移的识别标志，研究高通量流体的运移模式及其对成藏的控制。通过本项目的研究，将为我国下一步水合物钻探站位的选取及钻前预测提供更为可靠的证据。

根据游离气运移的控制机制，可以将海域水合物藏划分为汇聚高通量型和分散低通量型。如何在我国南海北部发现汇聚高通量型水合物藏将成为未来我国水合物勘.探最为重要的课题之一。本项目试图通过地貌-地质-地球物理相结合的方法来研究珠江口盆地东部海域高通量流体运移现象。在汇聚高通量型水合物藏中，流体很容易突破上覆沉积层的压力，直达浅层，在海底及其附近留下一系列的地貌-地质-地球物理异常。通过对珠江口盆地东部海域钻前资料的精细解释，在海底及浅表层发现了大量的与高通量流体运移有关的这类异常，包括具有侵入构造特征的海底丘状体、BSR之上的亮点反射、浅表层的相位反转以及断层与隆起组成的高效流体运聚系统。2013年在珠江口盆地东部海域实施的我国第二个水合物钻探航次（GMGS2），使得有机会对这些异常进行详细研究。钻后测井岩心及地化数据表明，部署在这些异常上的站位均存在高通量流体运移的现象，因此具有侵入构造特征的海底丘状体即水合物丘、BSR之上的亮点反射、以及断层与隆起组成的高效流体运聚系统可以作为高通量流体运移的识别标志。通过钻探区水合物的分布特征的研究，发现高通量流体向上运移过程中，在深部与浅部地层中的运移模式存在差异，深部主要以气溶水的形式进行运移，而浅部主要以单独气相的形式进行运移，正是这种运移模式的差异，导致在钻探区形成上下双层结构的高饱和度水合物藏。这些高通量流体识别标志及其运移模式的发现，将有助于水合物钻探站位选取以及降低水合物钻探风险。