祁连山冻土区水合物钻孔岩心气成因类型及指示意义

It is a great progress of gas hydrate exploration in China's permafrost zone that gas hydrate had been found in Qilian Mountain permafrost. Hydrocarbon gases of different origin restrict gas hydrate accumulation process. Different from the polar permafrost, Qilian Mountain permafrost has its own mineralization process and distribution characteristic of gas hydrate, so there is not much study on this genetic-type gas hydrate. This application will use core gases of different depth and layers collected separately from gas hydrate drilling holes in Qilian Mountain permafrost as materials, carrying out study on hydrocarbon gas composition and isotopic characteristic and discussing gas distribution characteristics and genetic types of hydrocarbon gases. The Tibetan Plateau is a great prospecting potential area of gas hydrate. This application will reveal the significance of headspace gas on gas hydrate origin and provide an effective method for judgment on origin of gas hydrate or potential gas hydrate.

祁连山冻土区发现天然气水合物，实现我国陆上冻土区天然气水合物勘查突破。不同类型、不同成因来源的烃类气体制约着天然气水合物的成藏过程，祁连山冻土区具有不同于极地冻土的成矿过程和分布特征，对该类型水合物成因类型的相关研究相对较少。本项申请将应用顶空气法，以祁连山冻土区水合物钻孔不同深度、不同层位的岩心气为研究材料，开展烃类气体组分和同位素特征研究，探讨气体组分分布特征以及烃类气体成因类型。青藏高原地区是天然气水合物重要潜在区，本项申请将揭示岩心气对水合物成因类型判识的指示意义，为判识水合物或潜在水合物成因类型提供一种有效研究方法。

中国是世界上少数几个同时在海域和陆上冻土区取得天然气水合物突破的国家。2008年在陆上祁连山冻土区首次钻采到天然气水合物实物样品，实现陆上冻土区水合物的勘查突破。祁连山冻土区位于青藏高原北缘，具有良好的天然气水合物形成条件和找矿前景。本项目对祁连山冻土区已钻探且测试数据相对全面的DK-1~DK-8井部分岩心游离气气体样品开展相关研究，通过对其烃类气体含量和甲烷碳氢同位素的测试结果，来分析其烃类气体组分特征和同位素特征，初步判断该地区天然气水合物的气体成因类型和气体来源。所取得的主要进展和成果包括：（1）查明祁连山冻土区水合物钻孔岩心游离气烃类气体组分和同位素特征。烃类气体组分复杂，除甲烷外，还含有较高的乙烷、丙烷等重烃组分。甲烷碳同位素分布范围最广，其后依次是乙烷，丙烷和丁烷。随着碳数增加，碳同位素增加，各烷烃碳同位素遵循正序列排列特征。（2）探讨祁连山冻土区烃类气体成因类型。水合物储集层岩心气样的烃类气体组分和碳同位素的测试结果显示祁连山冻土区天然气水合物属于热解成因。各烷烃气体碳同位素遵循正序列排列特征说明气体成因来源相对简单，没有明显受到次生改造作用的影响。烃类气体可能来自暗色页岩与含油页岩气，由深部迁移而来。（3）揭示岩心游离气对水合物或潜在水合物成因类型判识的指示意义。甲烷含量与深度变化的对比分析显示，岩心游离气中甲烷含量异常对指示水合物存在具有一定的意义，但并不明显，岩心游离气中的成因类型可以用以指示水合物中气体成因类型。本项目研究成果揭示岩心游离气对水合物成因类型判识的指示意义，为判识水合物或潜在水合物成因类型提供一种有效研究方法。依托本项目，共发表论文8篇，其中SCI（EI）收录5篇，中文核心3篇。