海洋天然氣水合物地震探測技術(shù)進(jìn)展
——從單縱波到多波

李子坤,王 赟,陸敬安,于光明,王祥春

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球物理與信息技術(shù)學(xué)院,地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室MWMC研究組,北京100083;2.中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局,廣東廣州510075;3.北京多分量地震技術(shù)研究院,北京100029)

天然氣水合物(gas hydrate)是烷類氣體(主要為甲烷)分子被包裹在水分子內(nèi),在相對高壓低溫的自然條件下形成的“籠狀”結(jié)晶復(fù)合物。天然氣水合物礦藏最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)60年代,因其可分解釋放甲烷氣體,故被看作化石能源的潛在替代品之一[1]。按照成藏地理環(huán)境的不同,天然氣水合物主要分為陸地天然氣水合物和海洋天然氣水合物,分別分布于陸上永久凍土帶和海上近海大陸坡沉積層中。目前,天然氣水合物的研究與勘探調(diào)查已經(jīng)在30多個國家和地區(qū)展開,其中,以海洋天然氣水合物研究居多。總體上看,少數(shù)國家和地區(qū)的天然氣水合物開發(fā)已進(jìn)入探索試驗(yàn)開采階段,水合物勘查識別和實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)相對成熟。

海洋天然氣水合物(以下簡稱水合物)儲層的形成機(jī)理在學(xué)術(shù)上尚不明確,但氣源是形成水合物儲層的必要條件之一[2]。以我國南海北部水合物的形成機(jī)制為例,由于神狐海域新生代沉積盆地生物氣含量豐富,水合物的形成以生物氣作為主要?dú)庠?而在東沙群島的東南部,在深部生成了大量熱解氣,與較淺部產(chǎn)生的生物氣合并,共同作為水合物生成的氣源[3]。氣體可沿活動斷裂或底辟構(gòu)造體運(yùn)移至適合天然氣水合物析出的低溫高壓區(qū)域——即天然氣水合物穩(wěn)定帶(gas hydrate stability zone,GHSZ),在此轉(zhuǎn)化為固態(tài)水合物,以擴(kuò)散狀、脈狀、塊狀或結(jié)核狀形式賦存。……