海底天然气渗漏系统演化特征及对形成水合物的影响

陈多福; 冯东; 陈光谦; 陈先沛; Lawrence M Cathles

海底天然气渗漏系统演化特征及对形成水合物的影响

1.
中国科学院广州地球化学研究所与南海海洋研究所边缘海地质重点实验室,广州 510640;
2.
中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州 510640;
3.
Department of Earth &Atmospheric Sciences, Cornell University, Ithaca, New York 14853-1504, USA

基金项目: 中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3SW224;KGCX2SW309);国家自然科学基金(批准号:40472059);中国科学院广州地球化学研究所知识创新前沿领域项目(GIGCX0304)资助

详细信息

作者简介:
陈多福，男，1962年出生，研究员，天然气水合物。

中图分类号: P618.13

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Evolution of Marine Gas Venting System and Impact on Gas Hydrate Crystallization

1.
Key Laboratory of Marginal Sea Geology, Guangzhou Institute of Geochemistry and South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640;
2.
Guangzhou Center for Gas Hydrate Resaerch, Guangzhou 510640;
3.
Department of Earth & Atmospheric Sciences, Cornell University, Ithaca, New York 14853-1504, USA

摘要

摘要: 通过天然气沉淀水合物的动力学模拟计算,研究了墨西哥湾GC185区BushHill海底天然气渗漏系统的演化特征及对水合物沉淀的影响。渗漏早期,天然气渗漏速度大(q>18.4kg/m²-a),海底沉积以泥火山为主,渗漏天然气具有与气源天然气几乎一致的组成,形成的水合物具有最重的天然气成分。渗漏晚期,天然气渗漏速度很慢(q<0.55kg/m²-a),在海底附近没有水合物沉淀,主要以冷泉碳酸盐岩发育为主,水合物产于海底之下一定深度的沉积层中。介于二者间的渗漏中期(q:0.55～18.4kg/m²-a),海底发育水合物、自养生物群为特征,渗漏速度控制了水合物和渗漏天然气的组成及沉淀水合物的天然气比例。BushHill渗漏系统近10年的深潜重复采样显示,渗漏天然气和水合物天然气的化学组成在时空上是多变的,相对应的渗漏速度在时间上的变化约为3倍,在空间上的变化近2个数量级。
- 天然气渗漏系统的演化 /
- 天然气渗漏特征 /
- 水合物沉淀
Abstract: Based on the kinetic model of hydrate crystallization from venting gas in gas vent system, the evolvement characteristics and the impacts on gas hydrate crystallization in the Bush Hill gas vent system in GC 185 of Gulf of Mexico were studied. The venting rates are fast ( gas flux q > 18.4 kg/m²-a) in the earlier stage of the gas vent system, mud volcano occurred on the seafloor, the vent gas has almost the same composition as the source gas, and the heaviest possible hydrates are crystallized near the surface. The venting rates are slow ( gas flux q < 0. 55 kg/m²-a)in the later stage, hydrate crystallization will not reach the sea floor, seep carbonate will be occurred on the seafloor.Between these extremes gas hydrate and seep community is developed on the seafloor of the gas vent system, and the vent and hydrate gas compositions, and the mass fraction of venting gas crystallized hydrate depend strongly on venting rate. Changes in vent and hydrate gas chemistry observed atmultip le submersible visits to the Bush Hill vent system suggest the variations of venting rates between different submersible visiting time and different locations over the last 10 years
- evolution of gas vent system /
- gas vent characteristics /
- gas hydrate

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参考文献(1)

[1]

1 Aharon P. Geology and biology of modern and ancient submarine hydrocarbon seeps and vents:An introduction[J].Geo-Marine Letters,1994.69-73.

2 Dimitrov L I. Mud volcanoes-the most important pathway for degassing deeply buried sediments[J].Earth-Science Reviews,2002,(1-4):49-76.

3 Milkov A V,Sassen R,Apanasovich T V,Dadashev F G. Global gas flux from mud volcanoes: a significant source of fossil methane in the atmosphere and the ocean[J].Geophysical Research Letters,2003.10.

4 Kopf A J. Global methane emission through mud volcanoes and its past and present impact on the Earth' s climate. Int[J].Journal of Earth Sciences(Geol Rundsch),2003.806-816.

5 Judd A G,HovlM,Dimitrov L I. The geological methane budget at continental margins and its influence on climate change[J].Geofluids,2002,(02):109-126.

6 Mazurenko L L,Soloviev V A. Worldwide distribution of deep-water fluid venting and potential occurrences of gas hydrate accumulations[J].Geo-Marine Letters,2003.162-176.

7 Milkov A V. Worldwide distribution of submarine mud volcanoes and associated gas hydrates[J].Marine Geology,2000.29-42.

8 李莉,陈多福,Cathles L M. 海底天然气渗漏形成水合物的线性动力学模型[J].地球化学,2002,(04):395-401.

9 陈多福,陈先沛,陈光谦. 冷泉流体沉积碳酸盐岩的地质地球化学特征[J].沉积学报,2002,(01):35-40.

10 Brooks J M,Cox H B,Bryant W R. Association of gas hydrates and oil seepage in the Gulf of Mexico[J].Organic Geochemistry,1986.221-234.

11 Brooks J M,Kennicutt Ⅱ M C,Fay R R. Thermogenic gas hydrates in the Gulf of Mexico[J].Science,1984.409-411.

12 Kennicutt Ⅱ M C,Brooks J M,Denoux G J. Leakage of deep, reservoired petroleum to the near surface of the Gulf of Mexico continental slope[J].Marine Chemistry,1988. 39-59.

13 Roberts H H,Aharon P. Hydrocarbon-derived carbonate buildups of the northern Gulf of Mexico continental slope,a review of submersible investigations[J]. Geo-Marine Letters,1994.135-148.

14 Roberts H H. Surficial geology of the middle and upper continental slope, northern Gulf of Mexico; the important role of episodic fluid venting[J].AAPG Bulletin,1996,(09):1511.

15 Roberts H H,Carney R S. Evidence of episodic fluid,gas,and sediment venting on the northern Gulf of Mexico continental slope[J].Economic Geology,1997.863-879.

16 Roberts H H. Fluid and gas expulsion on the Northern Gulf of Mexico continental slope. Mud-prone to mineral-prone responses[A].Washington DC,2001.145-161.

17 Sassen R,Losh S L,Cathles Ⅲ L M. Massive vein-filling gas hydrate: Relation to ongoing gas migration from the deep subsurface in the Gulf of Mexico[J].Marine and Petroleum Geology,2001,(5):551-560.

18 MacDonald I R,Leifer I,Sassen R. Transfer of hydrocarbons from natural seeps to the water column and atmosphere[J].Geofluids,2002,(02):95-107.

19 MacDonald I R,Guinasso N L Jr,Ackleson S G. Natural oil slicks in the Golf of Mexico visible from space[J].Journal of Geophysical Research,1993,(C9):16351-16364.

20 Milkov A V,Sassen R. Estimate of gas hydrate resource, northwestern Gulf of Mexico continental slope[J].Marine Geology, 2001.71-83.

21 Sassen R,MacDonald I R. Evidence of structure H hydrate,Gulf of Mexico continental slope[J].Organic Geochemistry,1994,(06):1029-1032.

22 MacDonald I R,Guinasso N L Jr,Sassen R. Gas hydrate that breaches the sea floor on the continental slope of the Gulf of Mexico[J].Geology,1994,(08):699-702.

23 Kennicutt Ⅱ M C,Brooks J,M,Bidigare R R,. Vent type taxa in a hydrocarbon seep region on the Louisiana slope[J].Nature,1985.351-353.

24 Booth J S,Rowe M M,Fischer K M. Offshore gas hydrate sample database, U.S[J].U S Geological Survey Open-File Report,1996.1-17.

25 Sassen R,Sweet S T,Milkov A V. Stability of thermogenic gas hydrate in the Gulf of Mexico: Constraints on models of Climate Change[A].American Geophysical UnionWashington DC,2001.131-143.

26 Sassen R,MacDonald IR,Guinasso N L Jr. Bacterial methane oxidation in sea-floor gas hydrate:Significance to life in extreme environments[J].Geology,1998,(09):851-854.

27 Kornacki A S,Kendrick J W,Berry J L. Impact of oil and gas vents and slicks on petroleum exploration in the deepwater Gulf of Mexico[J].Geo-Marine Letters,1994.160-169.

28 Sassen R,Joye S,Sweet S T. Thermogenic gas hydrates and hydrocarbon gases in complex chemosynthetic communities,Gulf of Mexico continental slope[J].Organic Geochemistry,1999.485-497.

29 Sassen R,Sweet ST,Milkov AV. Geology and geochemistry of gas hydrates, Central Gulf of Mexico continental slope[J].Gulf Coast Association of Geological Societies Transactions, 1999.462-468.

30 Sassen R,MacDonald I R. Hydrocarbons of experimental and natural gas hydrates,Gulf of Mexico continental slope[J].Organic Geochemistry,1997,(3-4):289-293.

31 MacDonald I R,Buthman D B,Sager W W. Pulsed oil discharge from a mud volcano[J].Geology,2000.907-210.

[1]	曹运诚, 周海玲, 郑子涵, 陈多福. 海洋天然气水合物发育顶界模拟——沉积物毛细管作用影响 . 沉积学报, 2024, 42(4): 1229-1238. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.108
[2]	吴珍珍, 郭艳琴, 张俊杰, 李百强, 费世祥, 王起琮, 杜江民. 岩相古地理特征及其与天然气分布关系 . 沉积学报, 2023, 41(5): 1624-1634. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.090
[3]	. 柴北缘地区天然气~(40)Ar/~(36)Ar特征及其地质意义 . 沉积学报, 2008, 26(1): 158-162.
[4]	王宏斌. 南海北部陆坡构造坡折带中的天然气水合物 . 沉积学报, 2008, 26(2): 283-293.
[5]	赵孟军, 潘文庆, 张水昌, 韩剑发. 成藏过程对天然气地球化学特征的控制作用 . 沉积学报, 2004, 22(4): 683-688.
[6]	李剑, 罗霞, 刘人和, 胡国艺, 谢增业. 中国天然气晚期成藏的地球化学特征 . 沉积学报, 2004, 22(S1): 33-38.
[7]	王国安, 申建中, 何宏, 季美英. 塔北、塔中天然气中烷烃同系物碳同位素组成系列倒转现象的解释 . 沉积学报, 2002, 20(3): 482-487.
[8]	徐永昌, 沈平, 刘全有. “西气东输”探明天然气的地球化学特征及资源潜势 . 沉积学报, 2002, 20(3): 447-455.
[9]	陈世加, 付晓文, 沈昭国, 赵孟军, 黄第藩. 塔里木盆地中高氮天然气的成因及其与天然气聚集的关系 . 沉积学报, 2000, 18(4): 615-618,623.
[10]	孟宪伟, 刘保华, 石学法, 吴金龙. 冲绳海槽中段西陆坡下缘天然气水合物存在的可能性分析 . 沉积学报, 2000, 18(4): 629-633.
[11]	李春园, 王先彬, 夏新宇. 甲烷及其同系物δ¹³C值反序排列特征的数值模拟与非生物成因天然气藏探讨 . 沉积学报, 1999, 17(2): 306-311.
[12]	雷怀彦, 王先彬, 房玄, 郑艳红. 天然气水合物研究现状与未来挑战 . 沉积学报, 1999, 17(3): 493-498.
[13]	雷怀彦, 王先彬, 郑艳红, 张中宁, 周晓峰. 天然气水合物地质前景 . 沉积学报, 1999, 17(S1): 846-853.
[14]	王国安, 申建中, 季美英. 塔北天然气组分特征及同位素组成 . 沉积学报, 1998, 16(4): 128-132.
[15]	刘文汇, 徐永昌. 胜利油田天然气氩同位素特征 . 沉积学报, 1994, 12(2): 114-122.
[16]	肖海燕. 松辽盆地东部断陷盆地天然气特征及气源探讨 . 沉积学报, 1994, 12(3): 91-98.
[17]	龙道江, 燕烈灿, 杜建国. 吐鲁番—哈密盆地台北凹天然气的地球化学特征及其来源 . 沉积学报, 1993, 11(4): 42-46.
[18]	刘文汇, 徐永昌. 天然气的混合类型及其判识 . 沉积学报, 1993, 11(3): 44-51.
[19]	郝石生, 黄志龙. 天然气盖层实验研究及评价 . 沉积学报, 1991, 9(4): 20-26.
[20]	戴金星. 中国含硫化氢的天然气分布特征、分类及其成因探讨 . 沉积学报, 1985, 3(4): 109-120.

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