《南海天然氣水合物成藏及富集規律重大理論創新》是由廣州海洋地質調查局、中國地質科學院礦產資源研究所、中海油研究總院、中國地質大學（北京）、中國科學院地質與地球物理研究所、中國科學院廣州能源研究所擔任主要完成單位，楊勝雄、吳能友、劉學偉、郭光軍、蘇新、祝有海、梁德青、喻西崇、王宏斌、蘇正、梁金強、張光學、李清平、王秀娟、劉昌嶺擔任主要完成人的一項科技項目。
基本介紹
- 中文名：南海天然氣水合物成藏及富集規律重大理論創新
- 主要完成單位：廣州海洋地質調查局、中國地質科學院礦產資源研究所、中海油研究總院、中國地質大學（北京）、中國科學院地質與地球物理研究所、中國科學院廣州能源研究所
- 主要完成人：楊勝雄、吳能友、劉學偉、郭光軍、蘇新、祝有海、梁德青、喻西崇、王宏斌、蘇正、梁金強、張光學、李清平、王秀娟、劉昌嶺
- 等級：一等
- 獲獎序號：20170008
- 獲獎證書編號：KJ2017-1-08
- 獎種：國土資源科學技術獎
項目摘要
天然氣水合物為冰狀固體，是一定的氣體與水分子在低溫(<10℃)、高壓(>10MPa)條件下生成的三維籠形，主要賦存於低溫、高壓環境的世界海洋大陸邊緣和高緯度凍土裡。海洋天然氣水合物通常埋藏於水深大於300m的海底以下0～1100m處，礦層厚數十厘米至上百米。世界各大洋中已發現的水合物總資源碳總量約相當於全世界已知煤、石油和天然氣總儲量的兩倍，其總量之大足以取代日益枯竭的傳統油氣能源，是世界各國矚目的21世紀具有商業開發前景的戰略資源。
項目重點圍繞南海北部陸坡天然氣水合物重大基礎地質和關鍵科學問題開展深入研究，取得了一系列創新性研究成果，並及時用於指導我國南海天然氣水合物資源勘查評價中，取得了一系列理論研究成果，為找礦取得突破提供了重要的理論和方法支撐。
1.發展了滲漏型、擴散型天然氣水合物成藏地質理論，建立了多類型水合物成生關係，解決不同類型水合物成藏耦合的基礎地質問題。為我國鑽獲高純度水合物奠定了重要的理論基礎。
2.創新性地提出了南海北部兩個主要水合物成礦帶理論：第一成礦帶位於800-1300米水深範圍的新生代大型沉積盆地發育的區域，以熱解氣源水合物為主、部分為混合氣源；第二成礦帶位於水深大於2000米的新生代中小型沉積盆地發育的古斜坡區域，以生物氣源的水合物為主。
3.在國際上首先提出天然氣水合物成核機制的籠子吸附假說。預測成核過程中首先形成水合物非晶相，與國際同類假說相比，更準確地描述水合物晶體的形成過程。建立了籠子識別方法並定量確認非晶相的存在，並實測驗證了籠子吸附假說，受到國際同行的高度關注。
4.發現縱橫波速度增量比是識別水合物引起的高速異常重要地球物理參數；首次獲得了水合物穩定帶中不同甲烷相態的微生物群落及微體古生物組合特徵，以及冷泉環境下氧化-還原界面附近生物地球化學回響特徵。建立並套用南海北部天然氣水合物的地質、地球物理、地球化學、海底甲烷滲漏和地質微生物示蹤等綜合識別方法，解決了水合物綜合識別的關鍵技術難題。
5.首次提出適合於南海實際沉積物水合物分解的相平衡理論模型，揭示南海北部水合物開採過程形成分解的傳熱和傳質機理，建立了南海北部天然氣水合物開採基礎理論研究方法，解決了水合物開發的基礎理論難題。使用核磁共振成像技術實現沉積物中水合物分解多相滲流的可視化，首次提出了格子Boltzmann方法研究沉積層中水合物分解過程的流動特性，為南海北部天然氣水合物經濟、安全和有效的開採方法選取奠定理論基礎。
本項目研究成果填補了我國海域天然氣水合物基礎地質的空白；培養了一批優秀人才，提升了我國水合物地質科技的國際地位；為我國水合物調查專項的實施及後續多個重大成果的發現墊定了堅實的理論基礎。
