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与天然气有关的毕业论文

发布时间:2024-07-05 07:43:58

与天然气有关的毕业论文

管理学毕业论文:浅谈油气长输管道的风险管理

随着使用年限的延长,管道维护的工作量会越来越大,从修复损毁部件到日常保养,再到根据复杂的运行数据资料通过电脑处理结果进行的预防性维修等。下面是我收集整理的管理学毕业论文:浅谈油气长输管道的风险管理,希望对您有所帮助!

摘要: 近年来,随着管道事业的快速发展,为满足石油、天然气长距离移动运输方需求,开发一种新的管道运输方式——长输管道。由于长输管道的使用范围很广,因此长输管道建设安全管理工作也受到越来越多的关注,如何做好长输管道监理安全管理也工作显得尤为重要。只有对长输管道可能出现的风险进行合理的管理,才能提高企业经济效益以及保障人类生活安全。本文从多个方面对长输管道进行了研究和分析,提出了长输管道的风险及相关管理措施,以期为日后工作提供些许帮助。

关键词 :油气管道、风险管理、措施

一、前言

长输管道系统是一个复杂的系统工程,涉及上游的气田、输气站场、管道、储气库和下游的各个用户。任何一处出现问题都将影响整个系统的运行,特别是一旦出现事故不能向下游正常供气时,将影响到千家万户的正常生活。再加上油气的易燃易爆及其毒性等特点,一旦管道系统发生事故,将很容易产生重大火灾事故甚至是爆炸、中毒、污染环境、人员伤亡等恶性后果,尤其是在人口稠密的地区,往往会造成严重的人员伤亡及重大经济损失,在某种程度上增加了城市的不安全因素。所以,为了使油气真正造福于民,造福于社会,长输管道的安全设计及安全运行是十分重要的。

二、长输管道的特点

1、距离长、消耗大。长输管道,顾名思义是距离较长的运输管道。因此,在铺设管道过程中,将会消耗大量的人力、物力和财力,并且在工程建设当中会伴有不确定的各种安全因素。

2、管理系统复杂。由于工程建设过程中,该工程设计的施工技术以及施工范围大,就导致了该工程管理系统的发砸星。

3、技术要求高。由于长输管道的特殊性,其对各个方面的要求都很高,如果在技术层面上出现失误,就会带来严重的后果。因此在输送管道建设时期,应加强管理方面的管理实施,尽量降低事故的发生率。

三、管道设计要求

一条长输管道能否长期安全运行,特别是一旦发生事故后使其造成的后果和影响最小,设计工作是非常重要的一个环节,主要有以下几个方面的要点。

1、管道设计应符合当地总体规划要求,遵循节约用地和经济合理的原则

根据《石油天然气管道保护法》(以下简称《保护法》)规定,管道建设选线设计方案应符合城乡规划,经当地规划主管部门审核通过的管道选线方案,将依法纳入当地城乡规划中,管道建设用地在规划实施中应予以控制预留。这项规划编制中要将确定的管道方案落实到规划中,以便于在保证管道路由用地及安全的情况下对城镇各项建设进行资源配置协调及建设进程策划的总体控制性安排。按照长输管道的使用性质和相关保护规定,管道用地及管道周围土地在管道使用期间将被长期占用,然而随着社会的不断发展,城乡建设的不断扩大,就有可能将这些被输送管道所占用的土地也将划为建设区,这样就会导致土地资源紧张,出现交通拥挤空间不足等问题。因此在设计管道铺设时应尽量节约土地,避免占用建设土地。根据我国法律规定,依法建设的.管道通过的土地而影响该土地的使用的,应给与该土地所属者的使用者,应当按照管道建设时土地的用途给予补偿。同时,不同地区的补偿方式也不尽相同,其补偿原则是规定将管道用地与土地价值结合起来,在管材强度使用和安全距离上进行综合考虑,更有利于实现城镇土地资源的合理利用,提高综合效益,做出经济合理的线路走向方案。为更好节约用地,长输管道路尽量沿公路、市政道路、绿化地等公共线性地下空间布置,这样可增加管道与建筑物的距离,对两侧建设用地的影响较小,也更经济合理。

2、现场详细勘察,与当地道路、河道、电力、市政管道等基础设施专项规划及行业管理规定衔接

目前利用航拍正射影像图进行管道设计是较为合理的做法,因其具有很强的现实性及准确性特点而受到广泛欢迎。但是由于在大片植被覆盖区域航拍影像图不能对其进行准确的航拍。因此在这些区域需要设计人员沿线深入踏勘、调研,详细了解管线经过区域的地面形状、待建项目及地下设施情况等,以提高线位的可实施性,及时掌握与道路、河道、电力、市政管道等基础设施交叉或并行敷设的情况。这些行业管理部门都有各自行业的发展建设规划及特殊的使用和安全要求,设计中应充分掌握相关专项规划及行业管理规定等,进行仔细研究,满足国家相关技术要求,尽量避免设计时的交叉连接。如果管道在设计时与规划道路交错时,应考虑到修路时碾压过程,因此在管道铺设是应采用预埋套管方式,另外为保证管道的安全性,还应在套管基础用碎石压实处理。

3、应当符合管道保护的要求,设计中要加强多重安全防护措施

从国内和国外的实践看,造成管道事故的主要原因是:外力作用下的损坏,管材、设备、施工缺陷,管道腐蚀等因素。其中,就目前调查显示,管道由于受到第三方影响而破坏的事接近百分之五十,这就提醒我们在长输管道设计时应特别注意这点。在保护管道方面,大致有以下几方面措施:(1)增加材料的硬度,例如采用高厚度的管道以此来提高管道自身安全系数。(2)适当控制建筑物与管道之间的距离,这样就能降低事故的发生率从而确保管道的安全性。(3)采用新型材料避免管道被其他物质腐蚀,另外亦可采用化学方法保护管道,比如阴极保护法。(4)增加管道上方覆盖层的厚度或在管道上方设置隔板,避免管道遭到非法开挖。⑤采用先进的自控系统,分段阀门采用遥控或自动控制。

四、管道维护与改造

随着使用年限的延长,管道维护的工作量会越来越大,从修复损毁部件到日常保养,再到根据复杂的运行数据资料通过电脑处理结果进行的预防性维修等。管道公司通常会采用多种方式监控系统运行状态,以判断系统是否在高效区运行,制定最优维护、维修计划。美国的管道公司会定期维护和更换易损件,如压缩机阀等。对于往复式压缩机站,压缩机阀的损毁是造成其非计划停运的最大原因。管道公司计划、非计划停运往复式压缩站的最主要原因,就是更换压缩机阀。另外,管道公司还会考虑以下技术改造措施,以提高系统运行的可靠性。

1、调整离心式压缩机的叶轮直径。对于运行条件已经远远偏离原来的设计条件,造成离心式压缩机效率很低,可以通过调整压缩机叶轮直径,使其适应新的工况条件。这一技术方法有时是为了适应一年之内不同季节气量的变化,有时是为了适应较长时期的供需变化。在这方面,英国MSE公司积累了丰富的经验,曾经为BP、Marathon、HESS等公司提供服务,以适应气田产量降低、集输气系统压力变化大等情况。

2、更换往复式压缩机的柱塞。为了适应更高的压力需求或负荷变化,用改进后的新柱塞替换复式压缩机的现有柱塞。

3、设计先进的压缩机脉动控制系统。运用先进的压缩机脉动控制系统,在降低脉动的同时还能够提高运行效率,降低能量消耗。

4、对电机拖动压缩机进行调速控制。调整电机拖动压缩机转速,使其适应气量变化,达到较高的运行效率。但由于此项改造比较复杂,改造费用较高,此项技术应用较少。

五、结束语

合理的线路走向、优秀的设计方案,加强长输管道的工程质量和技术管理,规范施工管理,完善有关法律和法规,可为控制投资和工程顺利投产创造良好的条件,是系统运行可靠性、安全性和经济性的重要保证。

参考文献:

郭超. 天然气长输油气管道现场安装问题及其质量控制[J]. 中国石油和化工标准与质量. 2011(07)

郑贤斌. 油气长输管道工程人因可靠性分析[J]. 石油工业技术监督. 2007(06)

赵忠刚,姚安林,赵学芬,薄英. 油气管道风险因素的权重赋值方法研究[J]. 天然气工业. 2007(07)

刘瑞凯,吴明. GIS技术在长输油气管道风险分析与决策中的应用[J]. 当代化工. 2011(09)

有关天然气的毕业论文

实习报告格式和基本要求(一)要求观点明确,论据详实,条理清楚,文字简练,格式规范,具有鲜明的针对性和创新性,正文字数一般不少于2000字。(二)内容提纲前言一、 实习目的二、 实习时间三、 实习地点四、 实习单位和部门,实习单位的生产(经营)工作情况、管理情况及对员工的要求五、 实习内容:实习的项目、程序、方法、计算成果及示意图,按实习顺序逐项编写;六、 实习总结: 实习中运用所学知识分析解决问题的情况,实习的心得体会,意见和建议七、对母校教学实习工作的建议(三)格式标题(三号黑体)应准确、简洁,能概括文章的要旨,一般不超过20个汉字,必要时可加副题。标题中应避免使用非公知公用的缩略语、字符、代号以及结构式和公式。正文的层次标题,应简短明了,不要超过15个字,不用标点符号,文内层次的划分及编号一律使用“一、(一)1.(1)”编序。(一级标题用四号黑体,二级标题用四号楷体,以下层次的所有标题用小四宋体)正文内容:字体—宋体;大小—小四;倍行间距。左右页边距:自动(四)表格应采用三线表,可适当加注辅助线。(五)插图(含照片)应采用计算机制作,插图下方应注明图序和图名。照片要主题鲜明、层次清晰、反差合适、剪裁恰当。

摘要 :天然气经过开采之后,要实现其有效利用,必须对天然气进行净化处理,而天然气在净化处理过程中具有易燃易爆、高温高压以及有毒有害等特点,安全隐患非常多。为了保障天然气净化过程安全可靠,有必要加强天然气净化设备的检修,并对检修过程进行严格的安全管理。基于此,本文深入分析天然气净化设备的检修,并提出具体安全管理措施,为相关工作的开展提供一定参考。

关键词: 天然气;净化设备;检修;安全管理

天然气净化过程中存在诸多安全隐患,一旦净化设备出现故障或者危险情况,很容易引发安全事故。为了有效保障天然气净化安全可靠,需要对天然气净化设备加强检修与保养,并针对检修过程强化安全管理,保障天然气净化设备检修顺利进行,有效消除各项安全隐患。

1天然气净化设备的检修

在检修天然气净化设备过程中,最重要的就是明确各方面的危险源。在明确危险源的检修当中,主要是对FeS自燃问题、液体泄露以及气体管线积液等问题进行重点检查。当天然气净化设备停止生产而且同时进行空气吹扫和催化剂降温的时候,很容易出现FeS自燃现象,或者设备和空气实现较大面积接触的时候,也很容易导致FeS产生自燃。天然气净化设备在进行开车或者停车过程中,很容易出现气相管线积液情况,这种问题隐蔽性较强,所以很容易被忽视,进而引发较大危害。导致这种问题出现,主要是由于放空管线、蒸汽管线以及蒸汽过热器等出现缺陷造成的。基于此,在检修工作当中,需要着重对疏水器相应疏水情况进行全面检查,并在实际开车之前实现合理化校调,对阀门状态进行全面检查,还要检查放空低点,实现排液处理。设备以及管线超压在天然气净化设备当中也属于重要的潜在危险源,会严重威胁相关人员和物体,在实际检修当中,一旦发现漆膜脱落、支撑架变形以及捕雾网损坏,需要及时置换氮气,同时加水进行浸泡。如果催化剂出现活性降低或者停产进度出现缓慢情况,需要及时调校仪表,若同时发生配风异常,要马上降低风级,加快分析频率。当管线出现穿孔或者变形的时候,要增加巡检频率,及时停止进风并加入氮气。除此以外,还要对管线、超温以及设备当中出现的H2S、SO4、CH4残留以及过程气泄漏、原料气和酸气等进行充分识别和检修。

2天然气净化设备检修的安全管理

完善建立检修安全管理制度

在天然气净化设备检修过程中,面临着诸多安全隐患,为了降低危险发生率,保障检修工作能够顺利开展,需要完善的制定检修安全管理制度。在相关制度当中明确规定设备日常管理规范、应急措施、检修标准和工具使用规范等,在全面落实相关安全管理规范之下,进一步确保天然气净化设备检修当中相关人员和物体的安全。

贯彻落实PDCA管理制度

所谓PDCA,指的是对管理过程还有工作质量进行高效控制的工具,包含了四个阶段,即计划→实施→检查→行动。对天然气净化设备实现全面检修的时候,需要贯彻落实PDCA管理制度,在实际检修当中,首先要科学进行检修方案的制定,并对相关方案进行全面检查与审阅,之后要根据相关方案进行所有检修工作,在检修工作结束后对其开展效果进行科学的分析和评估,对检修工作当中存在的各种问题进行总结,针对性的提出解决和优化对策,实现改进处理[1]。以此促使天然气净化设备检修工作形成良性循环模式,促使检修工作更加顺畅,管理水平不断提高。

实施检修现场安全员管理制度

在全面实施检修现场安全员管理制度过程中,需要至少委派一名安全员对检修现场进行安全看护,针对检修现场的工具使用以及人员出入进行真实记录,及时发现并报警紧急事件,协调相关部门有效处理,并和检修人员进行深入沟通等,以此有效确保检修现场所有工作人员的安全。为了有效发挥检修现场安全员的职能作用,需要严格的对现场安全员进行岗前培训,促使其充分了解并掌握检修工作当中涉及到的各种危险源以及各种工作规范,在实际管理当中对检修人员存在的错误和不当行为及时指出和纠正,促使各项检修工作规范进行。安全员在实际工作当中,要在现场检修之前,充分告知检修人员在检修工作当中需要注意的`各种安全事项。

全面检查检修现场

由于天然气净化设备检修过程中,检修人员的注意点主要在设备方面,且很多检修人员缺乏一定安全意识,为了有效保障检修安全,需要安排专门人员对检修现场进行全过程监督。在充分检查和监督检修现场的时候,需要确保现场安全员全面履行自身职责,保障检修人员其许可单保持完整,还要检查检修人员掌握的检修内容以及涉及到的安全事项,对检修过程中出现的各种不安全行为要及时制止并纠正,对检修现场出现的各种问题进行记录、汇总,并在分析之后及时解决处理[2]。在实际检修工作当中,还需要充分落实检修作业许可制度,保障作业许可单的完整,在申请通过之后方可进行具体检修作业。

做好净化设备的日常保养和维护工作

为了有效保障天然气净化设备检修安全,需要对相关设备加强日常保养和维护工作,避免相关设备由于长期运转导致出现不良问题,进而增加安全隐患。做好净化设备的日常保养以及维护,能够有效减少设备检修工作压力,并降低检修工作事故发生率,强化安全管理。

3结语

天然气净化设备自身具有较高的危险性,为了保障设备运行安全,需要在实际工作当中加强设备的检修,并注意在检修过程中做好安全管理,充分保障天然气净化设备的顺利运行以及检修工作的安全有序。在天然气净化设备检修过程中,要着重识别各种危险源,并贯彻落实各项安全管理制度,做好日常维护和保养工作。

参考文献:

[1]袁莉.浅谈如何提高天然气净化企业安全管理[J].山东工业技术,2016(8):74-74.

[2]田晓龙,张保利,李梦洁,等.天然气净化厂检修现场安全管理探讨[J].化工管理,2017(20):264-264.

(一)主题的写法[2]毕业论文只能有一个主题(不能是几块工作拼凑在一起),这个主题要具体到问题的基层(即此问题基本再也无法向更低的层次细分为子问题),而不是问题所属的领域,更不是问题所在的学科,换言之,研究的主题切忌过大。因为涉及的问题范围太广,很难在一本硕士学位论文中完全研究透彻。通常,硕士学位论文应针对某学科领域中的一个具体问题展开深入的研究,并得出有价值的研究结论。(二)题目的写法毕业论文题目应简明扼要地反映论文工作的主要内容,切忌笼统。由于别人要通过你论文题目中的关键词来检索你的论文,所以用语精确是非常重要的。论文题目应该是对研究对象的精确具体的描述,这种描述一般要在一定程度上体现研究结论,因此,我们的论文题目不仅应告诉读者这本论文研究了什么问题,更要告诉读者这个研究得出的结论。(三)摘要的写法毕业论文的摘要,是对论文研究内容的高度概括,其他人会根据摘要检索一篇硕士学位论文,因此摘要应包括:对问题及研究目的的描述、对使用的方法和研究过程进行的简要介绍、对研究结论的简要概括等内容。摘要应具有独立性、自明性,应是一篇完整的论文。(四)引言的写法一篇毕业论文的引言,大致包含如下几个部分:1、问题的提出;2、选题背景及意义;3、文献综述;4、研究方法;5、论文结构安排。问题的提出:讲清所研究的问题“是什么”.选题背景及意义:讲清为什么选择这个题目来研究,即阐述该研究对学科发展的贡献、对国计民生的理论与现实意义等。文献综述:对本研究主题范围内的文献进行详尽的综合述评,“述”的同时一定要有“评”,指出现有研究成果的不足,讲出自己的改进思路。研究方法:讲清论文所使用的科学研究方法。论文结构安排:介绍本论文的写作结构安排。“第2章,第3章,……,结论前的一章”的写法是论文作者的研究内容,不能将他人研究成果不加区分地掺和进来。已经在引言的文献综述部分讲过的内容,这里不需要再重复。(五)结论的写法结论是对论文主要研究结果、论点的提炼与概括,应准确、简明,完整,有条理,使人看后就能全面了解论文的意义、目的和工作内容。主要阐述自己的创造性工作及所取得的研究成果在本学术领域中的地位、作用和意义。同时,要严格区分自己取得的成果与导师及他人的科研工作成果。

关于天然气的有关毕业论文

摘 要 随着现代勘探技术的发展,地质勘探的作用也越来越重要,它被用于很多的领域中。其中,地质勘探可以从工程地质勘探 、石油煤炭开采地质勘探等不 同的应用方面进行分 类。对 于每一个方向的运 用,都有相应的地质勘探技 术 ,为不同的应 用方 向进行研究提供 了一定的技术和理论指导 ,从 而建立新型 的地质勘探体 系,推进地质勘探技术的创新 ,促进 了我国地质勘探技术的发展。本文主要从工程地质勘探技术和石油煤炭地质勘探技术的概述、发展现状及发展趋势进行分析。关键词 地质勘探 技术 ;发展现状 ;发展趋势1 地质勘探技术的概述1.1工程地质勘探技术工程地质是一 门调查 、研究 、解决与人类活动和各种工程建筑有关 的地质问题的科学。工程建设中不可缺少的一部分就是工程地质勘探。随着勘探技术的发展 ,测量 、钻深等新技术、新方法 的运用 ,尤其是计算机的运用 ,使工程地质勘探的工作方法、质量标准等都有 了很大的进步,极大的推动了工程地质勘探技术的发展。一个工程的建设离不开工程地质勘探 ,它对工程制定方案和顺利的建设都有着不可替代的作用。1.2石油煤炭地质勘探技术石油煤炭地质勘探 主要是研究其形成和分布的基本规律、变化特征 、地质条件和一些勘探的技术 。石油煤炭勘探是在石油煤田普查 的基础上 ,进行的经济调查研究 、地质勘探工作。其中,石油煤炭开采技术的勘探是整个勘探工作 中的重要环节。2地质勘探技术的发展现状2.1工程地质勘探技术的发展现状工程地质勘探技术虽然有了很大的发展 ,但还是存在着一些问题,发展现状不是很乐观。主要表现在以下几个方面:1)工程地质勘探的质量问题。在工程地质勘探过程中,很多勘探的侧重点不 明确 ,勘探的针对性不强 ,勘探方法不正确 ,工程地质分析工作 中的计算公式与实际情况差别很大 ,从而使勘探的结论有误 。这些问题 的出现不仅会延误最佳的开发时机 ,还会给工程 留下一些隐患,严重影响了工程 的质量。2)工程地质勘探 的技术管理 问题 。一些工程单位提交 的勘探设计报告不是地质师写的 ,而且在编制人 中没有地质专业负责人 ,使得报告 中容易出现错误。这样会给总院审查增加难度 ,还会延误工程的报批时机。3)工程地质勘探的人员问题 。主要是 因为地质勘探需要优秀的技术人员,而在工程地质勘探 中,有一些人员不懂地质却提出不实际的勘探要求 ,有的对地质专业了解不透彻。这些都不利于工程地质勘探技术的发展。2.2石油煤炭地质勘探技术的发展现状我国的石油煤炭行业的集中度不高,开采相对比较分散,个体开采情况比较多,这样不仅会导致企业管理难度大,还不能保证石油煤炭的正常供 给。一些大型的石油煤炭企业的技术性 、安全性、可靠性都很有优势,要将其进行有效整合,国家要加强管理、统一规划 ,从而促进其发展。我 国石油煤炭地质勘探技术成果主要表现 以下几个方面 :1)石油煤炭地质基础研究从传统地质走向了地球系统科学研究阶段。我国开展了华北 、华南地球的资源评价研究课题 ,对于我国的石油煤炭资源的赋存规律有了基本的掌握 ,而且还将层序地层理论和方法运用在石油煤炭的地层划分中,从而拓宽了地质研究的思路。2)石油煤炭资源综合勘探技术取得突破性进展。主要根据了我 国石油煤 田的地质特点 ,合理 的运用地质勘探的新技术 ,并且充分利用现代勘探理论 ,从而建立了具有中国特色的石油煤炭综合勘探体系。3)石油煤炭地质勘查信息化和 “3s”技术取得显著进展。在地质勘探的各个领域中,计算机技术起着不可替代的作用 ,因此使地质报告编制实现了数字化 、信息化 ,而且还利用了GIS,建立了我 国 《石油煤炭资源信息系统 》。此外 ,在石油煤炭资源评价中,还大量运用 了遥感技术 ,形成了石油煤炭遥感技术体系。高光谱技术和高分辨率卫星遥感图像技术也有显著的进展。石油煤炭地质勘探技术取得了很大的进步 ,但还存在着 以下问题需要解决 :一是要解决中部能源基地中一些地形复杂的资源勘探技术问题,以及它所引起的水资源和环境问题;二是要加强西部地质研究 ,进一步提高资源勘探评价程度;i是要加强清洁石油煤炭技术的地质研究,为其清洁利用和环境保护提供一定的地质依据 ;四是要利用石油煤炭 的现代化开采,从而实现高产高效的生产 ;五是要加速石油煤炭的地质主流程信息化和资源信息化水平 。3地质勘探技术的发展趋势3.1工程地质勘探技术的发展趋势工程地质勘探技术虽然还存在着一些缺陷,面临着挑战,但是其发展趋势还是很乐观 ,存在着很多机遇 。因此 ,要尽量解决存在的问题 ,不断的创新 ,促进工程地质勘探技术的快速发展 。首先 ,要分清地质勘探的各项责任。即总院要负责工程地质勘探和一些技术管理 问题 ;各地方部 门要 负责好勘探 的合理周期 ,安排专业的勘探人员 ,不断采用新的勘探技术和设备 ,从而促进工程地质勘探技术的突破性发展。其次,工程地质勘探要抓住机遇,迎接挑战 ,培养优秀的地质勘探技术人员 ,不断的推动技术革新,促进勘探技术的进步和勘探结果的创新。3.2 石油煤炭地质勘探技术的发展趋势只有明确 目标 ,加大力度 ,依靠先进 的科学技术 ,提高地质勘探的精度 ,保障地质勘查 的质量 ,才能推进石油煤炭地质勘探技术的创新。我们要沿着 “加强石油煤炭地质勘探 的基础研究 ,最大限度 的发现新的资源 ;不断加大资源综合勘探技术的创新力度 ,满足人们 对资源的需求 ;改 革石 油煤 炭地质勘探的科技体制 ,培养新型的精干高效 的地质技术创新队伍 ”这一基本思路 ,实现石油地质勘探技术的可持续发展。1)大力发展石油煤炭资源的综合勘探技术。要加强多元地质信息符合技术 的研究 ,建立高精度 的地质模型 ,从而提高地质勘探的精度 ,为地质报告研究提供一定的依据。2)组织开展新一轮的石油煤炭资源评价 。要运用新的地质理论和资源评价方法,研究并制定出一套科学的石油煤炭资源的评价理论和方法,并且要多开展一些基础评价 ,强调石油煤炭资源的用途,正确认识我国石油煤炭资源的潜力,建立石油煤炭资源的信息系统 ,不断促进石油煤炭地质勘探技术的革新,促进我国地质勘探技术的发展。3)加强清洁石油煤炭技术的地质基础研究。其核心技术是洁净煤技术 ,与煤岩学、煤化学等基础理论结合在一起 ,并且利用地质地球化学 的角度进行分析 ,从而为勘探技术 的改进提供一定的依据。4)推进石油煤炭地质信息和3s技术产业化。发展石油煤炭地质勘查的主流程信息化,实现地质勘探技术的采集、研究的信息化 。加强高分辨率卫星图以及数字宇航摄技术的运用 ,促进地质范围以内,密度全部大于3.29g/cm ,相对密度大于95.7%。表面上的颜色一致均匀 ,没有任何斑点。2)相分析。通过x射线衍射检验说明 ,试块样 品中可能含有ZnS(2H—f0r珊)、ZnS(10H+8H)、磷石英和方石英相 ,没有出现其它杂峰。靶材 中各相组成均达到了镀膜的要求 。3)热等静压适用工艺制度 :加压介质是氩气。加热时温度为1100℃,压强是 120MPa,一个小时的保温保压。4)热压 较好 的工艺制度 :室内温度到 1050~C之间 ,每分钟2℃一5。c升温速度 ,开始在600~C时加压 ,30分钟的保温保压之后直接进行卸压。4结束语本文简要介绍了电子靶材的热等静压与热压工艺 ,经过研究两种工 艺都能够生产出符合要求的靶材 ,满足 了使用溅射 的要求。参考文献[1]努力古.溅射靶材的制备及发展趋势[J].新疆有色金属,2008,5.【2】刘志坚.溅射靶材的应用及制备初探fJ】.南方金属,2009,6.作者简介陈卫 飞 (1978一 ),男 ,湖南株洲人 ,本科 ,工程师 ,研究方 向ITO、靶材、有色金属材料。量 的增加和产品流通的活跃 ,我市农产品市场流通体系已远远不能满足市场需要 ,销售渠道单一 ,冷藏、储运设备落后 ,制约 了产品外销市场的拓展。建议在市场建设,预冷库、冷藏车配备以及品牌打造等方面给予大力扶持。3)支持建设市级农产品质量安全检测中心 。农产品质量安全事关 民生 ,事关农业发展和农 民增收的大事 。但是 ,固原市农产品质量安全检测工作 由于检测设备简陋 ,检测人员水平低 ,经费不足 ,农产 品质量安全还存在着很大 隐患 ,建设固原市农产 品包括畜产品为一体的农产品质量安全检测中心势在必行。建议 自治区支持建设 固原市市级农产品质量安全检测中心。以开展质量安全监测监控,保证品牌农产品质量安全 。参考文献【1宁夏中部干旱带及南部山区设施农业发展建设规划【M】.[2]固原市设施及旱作节水农业发展规划[M].作者简介孙丽琴 (1968一 ),原州区人,宁夏大学农学系本科 ,1986年参加工作时间,现为农艺师,从事农业技术推广工作 。勘探技术 的发展。4结束语总而言之 ,地质勘探技术对矿产资源 、能源资源的勘探具有着重要的作用,直接影响着资源的勘探 、开发和综合利用。虽然我国的地质勘探技术在短时间内取得了巨大的进步 ,研究了一系列地质勘探工程的新技术 、新方法、新设备。但我们还要意识到其存在的问题,要通过一些具体措施,使我国的地质勘探技术走向更加完善的发展趋势 ,从而不断满足我国经济快速发展对资源、能源的需求。参考文献[1]定武.谈现行地质勘探工作改革的几个问题册.地质与勘探,2OlO,4.【2】王树江.浅谈地质勘探技术发展啊.民营科技,2010,10[3】姚振义.煤 田地质与勘探方法阴.中国矿业出版社,2Ol1,6.是否可以解决您的问题?

天然气管道工程施工问题措施探究论文

摘要 :本文从天然气管道的施工特点出发,对天然气管线施工过程中存在的问题和相应解决措施进行了详细分析和探讨,以供参考。

关键词 :天然气;管道施工;问题;措施

1前言

天然气作为一种清洁环保的新型能源,有助于我国经济的可持续发展。因此,天然气管道工程的施工质量管理非常重要,需要及时发现施工作业过程中的问题,确保项目顺利实施。

2天然气管道工程的施工特点

工程隐蔽性较强

由于多种因素的考虑,城市的天然气管道一般都是敷设在地下,所以管道的敷设工程也就具有一定的隐蔽性。也正是因为这种隐蔽性给管道的施工过程带来了一定的难度,而且在后期的维护与检查过程中也只能对表面进行探测,这便很容易造成一些安全隐患的存留,甚至还会导致泄气漏气等各种比较严重现象的发生。

施工中检查的难度较大

因为天然气管道大多都是处于地下,所以在工程竣工之后便很难对其实施详细而直观的检查。但是天然气管道的质量并不是仅仅靠外观就可以判断其质量的好坏,而对管道内部的检查又非常地困难,这也就很容易为管道的质量埋下一定的安全隐患。

影响施工因素较多

在天然气管道的施工过程当中,其施工质量会受到各种各样因素的影响。包括前期的设计环节、材料准备环节、对施工设备的选择以及施工现场的具体环境等各个方面都会对管道的施工质量产生一定的影响。

3城市天然气管道施工过程中存在的问题

管沟开挖与回填问题

在天然气管道施工中,沟槽开挖和回填是重要的施工环节。比如在进行施工中,如果管沟开挖的深度和管沟基础不够结实,一旦在回填以后受到大型机械的压实,很容易出现管道弯曲和变形的状况。在进行天然气管道敷设过程中,有时会在地下水位比较高的地方进行施工,在这部分区域进行施工时,如果管沟中没有及时敷设排水管道,经过一段时间可能会出现管道下部悬空的现象,加之施工中夯实不严了,极容易造成管道拱起变形。回填问题是天然气施工中经常出现的问题,回填土质没有达到施工标准,土质中含有容易损伤管道的坚硬石块。另外,如果回填工作中回填的高度和夯实的质量没有控制在标准范围内,会造成天然气管道施工敷设深度无法达到施工标准,造成管沟基础不实等问题,导致天然气管道变形等质量问题的出现。

防腐层补口、补伤方面的问题

天然气管道施工中,防腐层问题也是经常出现的问题。这一问题主要表现在天然气管道防腐层表面比较粗糙,没有达到施工需要的标准给施工质量带来了一定影响。在进行防腐层补口工作中,如果对防腐的搭接处理中的长度不够或者搭接不及时,都会留下隐患。另外,对腐层进行补伤时,补伤面积没有达到相关施工标准,进行补伤用的粘材料粘力不足,会再次损坏防腐层。天然气管道工程施工中,对防腐层的补口、补伤质量都会影响管道防腐能力。

焊接质量问题

在天然气工程施工中,焊接工作是天然气施工中最重要的施工工艺,同时焊接质量问题也是当前我国天然气施工过程中经常出现的问题。在施工焊接工作中出现的问题主要表现在:夹渣、焊瘤、气孔以及裂纹等问题,焊接工作中出现这些问题严重影响焊接质量,给天然气管道施工埋下了安全隐患。天然气焊接中经常出现质量问题,还因为在施工中质量缺陷并不容易被发现,所以焊接质量问题始终存于天然气管道工程施工中。因为焊接缺陷的'隐蔽性,在管道投入使用后,很难进行修复。所以在一旦出现问题,造成大面积停气检修,严重者会造成大规模管道更换,不仅对社会造成不良的影响,同时也大大增加了建设单位的建设成本。

4天然气管道施工问题的解决措施

加强对天然气管道原材料的质量管理

在城市天然气管道施工中,管道的质量具有决定性作用,关系着整个工程的施工质量,所以加强工程施工中原材料的质量管理具有重要作用。在施工前,对原材料的采购和储藏等环节加强监督,从原材料的供应商到生产和选择等进行合理控制,促使原材料能够达到技术标准,为管道施工提供高质量的原材料。工程所需原材料是决定施工质量的重要标准,所以施工中要做好原材料的检查工作,采用多样化、系统化的检验方法,保证材料的最终质量,为天然气的管道工程施工提供安全保障。

加强管道焊接的优化

我国目前的焊接技术完全可以满足对于天然气管道的焊接质量要求,在具体的施工过程中一般都是选用下向焊接方法来对管道进行焊接处理,并采用大钝边和小间隙的焊接工艺参数,在焊接的时候对于焊接缝的高度以及宽度都应该小于上向焊接的焊接缝,这种焊接技术不仅施工难度比较低而且也不容易受到外界因素的影响,所以可以实现对焊接质量的有效控制。运用这种焊接技术对天然气管道进行焊接处理的时候,对每一层的焊道厚度都应该控制在2毫米左右,并且还应该尽量减少焊接接头,从而使得焊接的管道更加美观,也有效避免了由于焊接裂缝过大而造成相关的管道质量问题。

加强管道防腐技术

天然气管道特别容易受到腐蚀,所以在一定程度上可以说管道的防腐效果直接决定了管道的使用寿命,而且也对管道的运行安全性能有着很大的影响,特别是途经一些人口相对比较稠密的地区,务必要确保天然气管道施工的安全性以更好地确保人民的生命财产安全。对天然气管道防腐技术进行优化的时候应该注意以下几个方面:第一,应该选择最为科学合理的防腐施工材料,目前应用比较广泛的有辐射交联聚乙烯热收缩带和环氧树脂防腐材料;第二,在进行防腐处理的时候,还应该对补口位置进行一定的处理,一般情况下都是先采用喷砂除锈法来对管道的补口位置进行处理,然后再利用火焰加热器对补口位置实施预热处理,当预热温度达到相关的标准之后才可以进行下一步操作,只有严格按照规定的程序来实施操作才能更好地确保管道的防腐效果。

5结束语

总而言之,天然气管工程作为城市的基础设施项目,关系到居民的生活作息和生命安全,相关企业和施工人员必须严格按照相关施工流程和规章制度进行施工,保障燃气管道的施工质量。

参考文献:

[1]纪成.浅谈天然气管道工程施工质量控制[J].现代工业经济和信息化,2015(16):87-88+109.

[2]江昆.关于现阶段城市天然气管道工程施工质量控制探讨[J].现代国企研究,2015(24):121.

摘要 :天然气经过开采之后,要实现其有效利用,必须对天然气进行净化处理,而天然气在净化处理过程中具有易燃易爆、高温高压以及有毒有害等特点,安全隐患非常多。为了保障天然气净化过程安全可靠,有必要加强天然气净化设备的检修,并对检修过程进行严格的安全管理。基于此,本文深入分析天然气净化设备的检修,并提出具体安全管理措施,为相关工作的开展提供一定参考。

关键词: 天然气;净化设备;检修;安全管理

天然气净化过程中存在诸多安全隐患,一旦净化设备出现故障或者危险情况,很容易引发安全事故。为了有效保障天然气净化安全可靠,需要对天然气净化设备加强检修与保养,并针对检修过程强化安全管理,保障天然气净化设备检修顺利进行,有效消除各项安全隐患。

1天然气净化设备的检修

在检修天然气净化设备过程中,最重要的就是明确各方面的危险源。在明确危险源的检修当中,主要是对FeS自燃问题、液体泄露以及气体管线积液等问题进行重点检查。当天然气净化设备停止生产而且同时进行空气吹扫和催化剂降温的时候,很容易出现FeS自燃现象,或者设备和空气实现较大面积接触的时候,也很容易导致FeS产生自燃。天然气净化设备在进行开车或者停车过程中,很容易出现气相管线积液情况,这种问题隐蔽性较强,所以很容易被忽视,进而引发较大危害。导致这种问题出现,主要是由于放空管线、蒸汽管线以及蒸汽过热器等出现缺陷造成的。基于此,在检修工作当中,需要着重对疏水器相应疏水情况进行全面检查,并在实际开车之前实现合理化校调,对阀门状态进行全面检查,还要检查放空低点,实现排液处理。设备以及管线超压在天然气净化设备当中也属于重要的潜在危险源,会严重威胁相关人员和物体,在实际检修当中,一旦发现漆膜脱落、支撑架变形以及捕雾网损坏,需要及时置换氮气,同时加水进行浸泡。如果催化剂出现活性降低或者停产进度出现缓慢情况,需要及时调校仪表,若同时发生配风异常,要马上降低风级,加快分析频率。当管线出现穿孔或者变形的时候,要增加巡检频率,及时停止进风并加入氮气。除此以外,还要对管线、超温以及设备当中出现的H2S、SO4、CH4残留以及过程气泄漏、原料气和酸气等进行充分识别和检修。

2天然气净化设备检修的安全管理

完善建立检修安全管理制度

在天然气净化设备检修过程中,面临着诸多安全隐患,为了降低危险发生率,保障检修工作能够顺利开展,需要完善的制定检修安全管理制度。在相关制度当中明确规定设备日常管理规范、应急措施、检修标准和工具使用规范等,在全面落实相关安全管理规范之下,进一步确保天然气净化设备检修当中相关人员和物体的安全。

贯彻落实PDCA管理制度

所谓PDCA,指的是对管理过程还有工作质量进行高效控制的工具,包含了四个阶段,即计划→实施→检查→行动。对天然气净化设备实现全面检修的时候,需要贯彻落实PDCA管理制度,在实际检修当中,首先要科学进行检修方案的制定,并对相关方案进行全面检查与审阅,之后要根据相关方案进行所有检修工作,在检修工作结束后对其开展效果进行科学的分析和评估,对检修工作当中存在的各种问题进行总结,针对性的提出解决和优化对策,实现改进处理[1]。以此促使天然气净化设备检修工作形成良性循环模式,促使检修工作更加顺畅,管理水平不断提高。

实施检修现场安全员管理制度

在全面实施检修现场安全员管理制度过程中,需要至少委派一名安全员对检修现场进行安全看护,针对检修现场的工具使用以及人员出入进行真实记录,及时发现并报警紧急事件,协调相关部门有效处理,并和检修人员进行深入沟通等,以此有效确保检修现场所有工作人员的安全。为了有效发挥检修现场安全员的职能作用,需要严格的对现场安全员进行岗前培训,促使其充分了解并掌握检修工作当中涉及到的各种危险源以及各种工作规范,在实际管理当中对检修人员存在的错误和不当行为及时指出和纠正,促使各项检修工作规范进行。安全员在实际工作当中,要在现场检修之前,充分告知检修人员在检修工作当中需要注意的`各种安全事项。

全面检查检修现场

由于天然气净化设备检修过程中,检修人员的注意点主要在设备方面,且很多检修人员缺乏一定安全意识,为了有效保障检修安全,需要安排专门人员对检修现场进行全过程监督。在充分检查和监督检修现场的时候,需要确保现场安全员全面履行自身职责,保障检修人员其许可单保持完整,还要检查检修人员掌握的检修内容以及涉及到的安全事项,对检修过程中出现的各种不安全行为要及时制止并纠正,对检修现场出现的各种问题进行记录、汇总,并在分析之后及时解决处理[2]。在实际检修工作当中,还需要充分落实检修作业许可制度,保障作业许可单的完整,在申请通过之后方可进行具体检修作业。

做好净化设备的日常保养和维护工作

为了有效保障天然气净化设备检修安全,需要对相关设备加强日常保养和维护工作,避免相关设备由于长期运转导致出现不良问题,进而增加安全隐患。做好净化设备的日常保养以及维护,能够有效减少设备检修工作压力,并降低检修工作事故发生率,强化安全管理。

3结语

天然气净化设备自身具有较高的危险性,为了保障设备运行安全,需要在实际工作当中加强设备的检修,并注意在检修过程中做好安全管理,充分保障天然气净化设备的顺利运行以及检修工作的安全有序。在天然气净化设备检修过程中,要着重识别各种危险源,并贯彻落实各项安全管理制度,做好日常维护和保养工作。

参考文献:

[1]袁莉.浅谈如何提高天然气净化企业安全管理[J].山东工业技术,2016(8):74-74.

[2]田晓龙,张保利,李梦洁,等.天然气净化厂检修现场安全管理探讨[J].化工管理,2017(20):264-264.

关于天然气投稿

专业学术期刊发表文章一般都没有稿费,还要倒给版面费和审稿费。。。《天然气地球科学》也不例外,请详细看看其杂志的投稿须知吧。 《天然气地球科学》(双月刊)创刊于1990年,是由中国科学院主管,中国科学院资源环境科学信息中心主办的综合性学术刊物。目前主要刊登天然气地质学、天然气地球化学、天然气地球物理勘探和国内外典型气田实例分析研究等方面的文章,同时报道国内外有关天然气研究和开发方面的新理论、新技术、新方法和新成果,另外,对一些非常规气资源(如天然气水合物、煤层气、深盆气、未熟—低熟烃等)的研究论文在刊物中也占有一定比例。

高校化学工程学报 8、分析化学 3: 1、有机化学 8、天然气化工、分子催化 18、离子交换与吸附 具体排名要看每个杂志的期刊影响引子、高分子通报 15、分析试验室 9、化工进展 5、高分子材料科学与工程 2、现代化工 7化学、过程工程学报 16,化学 15、化工学报 3、化学工程 12、膜科学与技术 9、人工晶体学报 24、核化学与放射化学 化工、分析测试学报 11、感光科学与光化学(改名为、化学反应工程与工艺 13、化学试剂 20、化学学报 4: 1、分子科学学报 13、合成化学 23、化学进展 16、物理化学学报 7、高分子学报 4、色谱 10、化学通报 12,化学与化工 18、分析科学学报 14、化学世界 14、催化学报 5、精细化工 6:影像科学与光化学) 辑、中国科学.化学分册 17、化学研究与应用 、化工新型材料 10、功能高分子学报 21、光谱实验室 22、计算机与应用化学 26、精细石油化工 17、应用化学 11、高等学校化学学报 2、理化检验、无机化学学报 6

下面这几家期刊都在征稿的,刊登的几率应该比较大一些~《特种油气藏》《安徽化工》 《广东化工》《石油钻探技术》全国知名的化工石油类期刊如下:楼主都可以试试,每家都投一下~多投几个,总有回音的,加油!石油勘探与开发石油学报石油与天然气地质石油化工石油实验地质石油大学学报.自然科学版(改名为:中国石油大学学报.自然科学版)石油钻采工艺油田化学新疆石油地质西南石油学院学报(改名为:西南石油大学学报)石油机械钻采工艺石油炼制与化工大庆石油地质与开发西安石油大学学报.自然科学版油气地质与采收率油气储运石油天然气学报中国海上油气石油钻探技术大庆石油学院学报石油物探油气田地面工程石油学报.石油加工测井技术断块油气田

有关天然气水合物的论文文献

国家自然科学基金(40730844)、国土资源部公益性行业科研专项经费项目(200811014-02-02)联合资助。

陆红锋廖志良陈芳刘 坚陈弘

(广州海洋地质调查局 广州 510760)

第一作者简介:陆红锋(1976—),男,博士,从事岩矿测试和地球化学研究。E-mail:luhongfeng@

摘要南海神狐海域四条天然气水合物钻探岩心含有大量自生黄铁矿,主要为长条状、短柱状和充填有孔虫。黄铁矿主要出现在沉积物浅部和含水合物层,含量主要在20%~90%之间,水合物层是黄铁矿高含量的赋存层位。浅部黄铁矿主要受有机碳和甲烷缺氧氧化控制,而深部水合物层的黄铁矿形成主要受高的甲烷通量影响。

关键词南海天然气水合物自生黄铁矿

2007年,广州海洋地质调查局在南海神狐海域实施了我国海域首次天然气水合物钻探,获取岩心最大深度260m,在其中两口钻孔SH2B和SH7B中发现天然气水合物样品。本论文主要针对天然气水合物钻探SH1B、SH2B、SH5C和SH7B岩心的自生黄铁矿开展研究,分析自生黄铁矿与富甲烷环境的关系。

1地质背景和取样位置

南海是西太平洋最大的边缘海之一,位于欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块的交汇处。受三大板块互相运动所制约,南海具有独特的边缘构造特征[1]。在东部南海板块沿马尼拉海沟向东俯冲,形成叠瓦状逆掩推覆的增生楔,北部、西部发生一系列的扩张裂陷、剪切、沉降作用,形成大中型沉积盆地,为有机质的富集提供最佳场所。

神狐海域位于南海北部陆坡珠江口盆地、神狐隆起和尖峰北盆地附近。海底地形变化相对平缓,水深变化范围在300~3500m之间,水深线与海岸线大致平行。地形由北西向南东倾斜,平均坡降为 ‰,平均坡角达7°40′。在海区西北和陆架转折带及上陆坡附近,海底地形及坡度变化较大,往东南部,水深缓慢增加,地形变化较平缓。神狐水合物钻探区水深在1000~1500m之间(图1),SH1B站位水深1264m,孔深261m;SH2B站位水深1230m,孔深238m;SH5C站位水深1264m,孔深175m;SH7B站位水深1108m,孔深为194m。其中,分别在SH2B、SH7B站位大约200m、160m附近层位发现天然气水合物。

图1 神狐海域天然气水合物钻探位置示意图 Location of gas-hydrate drilling,South China Sea

2样品处理和分析方法

本文采用沉积物碎屑矿物鉴定的方法来分析各岩心的黄铁矿含量。样品自航次调查归岸后保存在4℃以下的冷冻库里,避免了温度较高情况下岩心中有机质降解形成后期的黄铁矿。样品从岩心顶部开始按20 cm或25 cm的间隔进行取样,将沉积物岩心分为许多等份,每等份的干重为 g,然后分别把每份样品置于粒径的筛子中用蒸馏水进行清洗,将粘土等组分冲洗干净,余下碎屑部分(矿物和生物体)用于鉴定黄铁矿的含量。黄铁矿鉴定采用莱卡(LEICA)MZ8实体显微镜,该仪器的最大放大倍数为120倍。分析过程主要为:在适合的放大倍数下,将每份样品置于实体显微镜视域范围中,仔细挑出碎屑矿物中的黄铁矿个体,然后在分析天平下称出其重量,最后沉积物中黄铁矿含量结果以占分析碎屑的重量百分比表示,可以清晰地显示黄铁矿在预处理后碎屑部分中的含量变化。

有机碳含量分析采用重铬酸钾氧化-还原容量法。该方法的原理:在浓硫酸介质中,加入一定量的标准重铬酸钾,在加热条件下将样品中有机碳氧化成二氧化碳。剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液回滴,按重铬酸钾的消耗量,按照下式计算沉积物干样中有机碳的百分含量:

南海地质研究.2010

式中:Woc——沉积物干样中有机碳含量,%;

cFe2+——硫酸亚铁标准溶液的浓度,mol/L;

V1——滴定空白样时硫酸亚铁标准溶液的用量,m L;

V2——滴定样品时硫酸亚铁标准溶液的用量,mL;

M——样品的称取量,g;

——风干样品的含水率,%。

上述分析工作在广州海洋地质调查局实验测试所完成。

3结果

四个天然气水合物钻探岩心的碎屑矿物实体显微镜鉴定结果显示,岩心随深度增加而出现不同程度含量的黄铁矿,尤其是含水合物站位SH2B、SH7B,在深部出现大量的黄铁矿。钻探区自生黄铁矿多为粒状、短柱状、长条状和充填有孔虫房室的外形,其中短柱状和长条状外形比较常见,长度在~ 之间,外直径大小均匀,集中在~ 之间(图2)。黄铁矿的表面为褐黑色、灰黄色,新鲜断口和管壁则显示新鲜的黄铜色。黄铁矿的颜色可能由于不同的表面氧化程度影响,表面容易形成氧化膜而颜色变暗,内部则新鲜。

图2 钻探岩心黄铁矿显微镜照片 Photographs of authigenic pyrite

四个钻探岩心的黄铁矿含量剖面如图3所示:SH1B岩心0~90m之间的层位黄铁矿含量较高,90m以下黄铁矿含量很低,黄铁矿的峰值出现在、和的层位;SH2B岩心的黄铁矿含量变化较大,在70~80m区间和191m 层位黄铁矿含量超过50%,其中191m 附近层位属于含水合物层,黄铁矿含量异常高;SH5C的黄铁矿在0~30m区间含量随深度增加而增加,最高达到30%以上,此外在171m 处含量也达到28%;SH7B岩心的黄铁矿含量在20~30m间含量较高,达20%,在160~190m之间存在黄铁矿峰值,含量在20%~90%之间,正好处于该岩心的水合物层(图3)。

图3 钻探岩心黄铁矿含量剖面 Pyrite profiles of drilling cores

4讨论

海洋沉积物中自生黄铁矿主要受三大物质的控制:①有机质;②溶解硫酸盐;③易活化的铁矿物[2]。甲烷异常环境中,甲烷也是自生黄铁矿形成的有利条件[3-5]。缺氧环境下有机质参与缺氧硫酸盐还原过程或甲烷高通量环境中甲烷缺氧氧化过程,都为海洋自生黄铁矿的形成提供丰富的硫源。这两个过程表示如下:

2CH2O+[SO4]2-→H2S+2[HCO3]- (有机质氧化)

CH4+[SO4]2-→[HCO3]-+[HS]-+H2O (甲烷缺氧氧化)

海洋沉积物浅部往往以有机质氧化过程为主导,大部分有机质的消耗是通过这个过程发生[2,6]。随着沉积物深部有机质含量的减少、甲烷生成作用的增强,或者当深部存在甲烷源(例如天然气水合物)时,沉积物中的甲烷浓度逐渐增加,甲烷缺氧氧化过程就成为沉积物中硫酸盐消耗的主要过程[7]。因此,这两个过程发生区域,同时提供了大量的硫,影响着黄铁矿的形成。

神狐海域四个钻探站位的黄铁矿-甲烷-硫酸盐-有机碳剖面显示(图4),浅部黄铁矿含量的增加与有机碳、甲烷具有明显的联系。SH1B在10~40m之间黄铁矿含量剧增,有机碳含量较高,甲烷也在30m处含量突然增加;SH2B的黄铁矿在20m附近与有机碳趋势相似,甲烷也在20m处开始剧增;SH5C的黄铁矿增加趋势与有机碳相似,同时也与甲烷吻合,显示了有机碳和甲烷可能共同控制了黄铁矿的形成;SH7 B的黄铁矿与甲烷趋势相一致,均在10~20m之间出现了明显的增加。四个沉积物岩心的黄铁矿含量均在甲烷-硫酸盐界面(SM I)之上出现小幅增加,这些层位的有机碳含量也相对较高。可见,钻探岩心浅部黄铁矿的含量变化,均与沉积物中有机碳和甲烷存在一定的关系,有机碳氧化、甲烷的缺氧氧化有利于黄铁矿的形成。另外,SH2B和SH7B岩心的水合物层中,黄铁矿含量也出现不同程度的增加,尤其是SH7 B的深部,黄铁矿在水合物层附近猛增到浅部的水平,显示了良好的对应关系(图4)。这种无独有偶的现象,可能暗示了天然气水合物赋存层位独特的矿物组合。根据图4可知,硫酸盐含量在SM I界面往下就逐渐降低,深部的有机质氧化和甲烷缺氧氧化所需的硫酸盐缺乏,这两个过程发生的程度低。那么天然气水合物层如何形成大量的自生黄铁矿?我们推测,尽管深部缺乏硫酸盐,但整个天然气水合物层位甲烷充足,形成强烈的还原氛围,同时不排除存在强烈的细菌活动,在这种环境下弱的有机质氧化和甲烷缺氧氧化都有利于黄铁矿的持续形成。

因此,SH1B、SH2B、SH5C和SH7B浅部0~30m钻探岩心的黄铁矿含量受有机碳和甲烷的影响,两者控制了黄铁矿的形成。而具有水合物层的SH2B和SH7B深部的黄铁矿,可能主要与高的甲烷通量有关。

图4 钻探岩心黄铁矿-甲烷-硫酸盐-有机碳剖面变化图(硫酸盐、甲烷数据来源于文献[8]) Profiles of pyrite-methane-sulfate-organic carbon at drilling cores

5结论

SH1 B、SH2B、SH5C和SH7B钻探岩心含有较高的自生黄铁矿含量,黄铁矿均有典型的自生形态,以长条状、短柱状、充填有孔虫为主。黄铁矿主要富集于浅表层和SMI界面附近,而SH2B和SH7B岩心的黄铁矿含量在水合物层位剧增,最高者达到占分析重量的90%。钻探岩心含水合物层出现的自生黄铁矿,可能是天然气水合物赋存层位独特的矿物组合。

钻探岩心浅部黄铁矿含量主要受有机碳和甲烷的影响,而含水合物层的SH2B和SH7B站位深部黄铁矿,可能主要与高的甲烷通量有关。

参考文献

[1]王宏斌,张光学,杨木壮,等.南海陆坡天然气水合物成藏的构造环境.海洋地质与第四纪地质,2003,23(1):81~86

[2]Berenr R reduction,organic mater decomposition and pyrite Transactions ofthe Royal Society of London,1985,A315:25~38

[3]Sassen R,Roberts H H,Carney R,et hydrocarbon gas,gas hydrate,and authigenic minerals in chemosynthetic communities of the northern Gulf of Mexico continental slope:relation to microbial Geology,2004,205:195~217

[4]刘坚,陆红锋,廖志良,等.东沙海域浅层沉积物硫化物分布特征及与其天然气水合物的关系.地学前缘,2005,12(3):258~262

[5]陆红锋,陈芳,廖志良,等.南海东北部HD196A岩心的自生条状黄铁矿.地质学报,2007,81(4):519~525

[6]Lin S,Huang K-M,Chen carbon deposition and its control on iron sulfide formation of the southern East China Sea continental shel fsed Shelf Research,2000,20:619~635

[7]Jφgensen B B,Weber A,Zopfi reduction and anaerobic methane oxidation in Black Sea Research,2001,48:2097~2120

[8]Deepwater Gas Hydrate Investigation Field Factual Report,SHENHU Survey Area,South China Sea,Offshore 26,2007

Authigenic Pyrite in the Sediments of Gas-hydrate Drilling Sites,Shenhu Area,South China Sea

Lu Hongfeng,Liao Zhiliang,Chen Fang,Liu Jian,Chen Hong

(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760)

Abstract:Large am ounts of authigenic pyrites occur in the sedim ents of gas-hydrate drilling sites,Shenhu area,South China morphologies of pyrites are as the form of long rod,grain and filling foraminifera,which mainly exist in the shallow sediments and gas hydrate-bearing content range from 20% to 90%(ratio to analysis part),which reach to the maximum at the gas hydrate-bearing formation at the shallow sediments is controlled by organic carbon decom position and anaerobic methane oxidation,whereas its form ation is on the control of high methane flux at the gas hydrate-bearing layer.

Key words:South China Sea;Gas Hydrate;Authigenic Pyrite

林霖1,2沙志彬1,2龚跃华1,2匡增桂1,2尚久靖1,2

(1.广州海洋地质调查局 广州510760;2.国土资源部海底矿产资源重点实验室 广州510760)

第一作者简介:林霖(1985—),男,硕士,助理工程师,主要从事天然气水合物勘查研究工作,E-mail:。

摘要 南海北部海域的高分辨多道地震数据显示出较大范围的 BSR 反射特征,预示区域内天然气水合物的赋存量较为可观。本文利用瞬时频率属性和最小振幅属性分析技术,在叠后地震数据的基础上刻划游离气的分布特征。结果显示研究区内游离气分布较广,但其范围小于BSR分布区,受断层的控制作用明显。

关键词 天然气水合物 游离气 地震属性

1 前言

天然气水合物是在低温高压条件下形成的似冰状的固体化合物,在世界各地冻土区和深海沉积层中均有发现。自然界中形成天然气水合物的气体以甲烷为主。因其可观的能源前景,近年来,众多国家的研究机构、能源部门都越来越重视与其相关的研究,并开展了与广泛的调查工作。我国从20世纪90年代中期就开始持续地关注这一领域,开展了与天然气水合物有关的研究和调查工作。广州海洋地质调查局对南海北部的调查工作显示[1],南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源。本文利用广州海洋地质调查局近期采集的高分辨多道地震数据,分析南海北部陆坡区东沙海域天然气水合物成矿区的游离气分布特征。

2 研究区概况

地质背景

研究区位于南海北部海域附近,该区东接欧亚板块和吕宋岛弧碰撞形成的台湾弧陆碰撞造山带,东南侧南海海盆正向菲律宾海板块俯冲消减,南侧为海底扩张形成的南海洋壳,而西侧与有伸展背景的珠江口盆地相接。总体而言,该区域构造复杂,地质活动丰富,形成了多种多样的地貌单元[2]。因本区主要位于陆坡区,水深变化范围较大,约500~2000m,整体向南逐渐加深。海底地貌主要以海底斜坡、冲刷沟槽、冲蚀洼地、海谷、海丘、滑塌体、泥火山等为主。在似海底反射(BSR)发育区以逐级下降的台阶地形为主,并常见规模不等的滑塌体。研究区的海底地貌与其浅部发育的一系列近东西向正断层有关,说明其主要受新构造活动控制。活跃的断裂活动为深部气源提供了主要的运移通道,是本区天然气水合物成藏的有利条件。

地震数据

2011年和2012年广州海洋地质调查局在研究区采集了高分辨率的多道地震数据。数据处理时考虑到天然气水合物多分布于海底以下1km的深度范围内,因此加强了对浅部地层的成像处理。

图1(a)Line80线地震剖面及其(b)瞬时频率属性,剖面位置见图2.

(a)Seismic profile of Line80 and its(b)instantaneous frequency attribute,see for location.

叠后数据显示研究区内的多数测线上都存在明显的BSR,且连续性较强、反射极性与海底相反、反射强度较大并与正常沉积地层反射同相轴相交、上下常伴有空白反射现象,典型剖面如图1 a所示。在研究区内对这类典型BSR进行了追踪,并划分成6个主要分布区(图2)。BSR总体近似平行于海底,与海底的距离保持在400ms以内,在深水区距海底的厚度增大,这与水合物稳定带厚度随水深增加有关。在局部反射较强的地方,常观察到BSR与滑塌体移动面叠合的现象,且多为滑移面上部位(图1 a)。推测其成因为滑塌体移动后,滑移面上部地层压力降低、孔隙度增加,形成天然气水合物储集空间。从地震数据上还可观察到BSR下部多存在气体扰动和“气烟囱”现象。高分辨率地震的观测结果预示本区是十分有利的天然气水合物成矿区。

图2 平均瞬时频率属性

Average instantaneous frequency attribute

3 含天然气水合物和游离气地层的地震响应特征

目前 BSR 仍是主要的天然气水合物识别标志。纯甲烷水合物的 P 波速度大约是,而海水的P波速度约为,部分充填天然气水合物的沉积层速度高于周围的沉积层,这一速度差别取决于天然气水合物的充填量和其微观的分布方式[3]。一般认为BSR是含天然气水合物地层底界的反射,与正常海底反射相比,具有反极性和下部阻抗减小的地震特征。但一些地区的研究表明,BSR的产生也可以是由下部含游离气引起,如ODP航次146和164分别在Cascadia Margin和Blake Ridge进行的调查显示,下部游离气引起的低速异常是这两个地区产生BSR的原因[4]。

与天然气水合物有关的另一反射特征是振幅空白带,即地层的反射率相对较低。这可能是由水合物聚集充填孔隙引起的,但也有可能是沉积层本身较均一,如Blake Ridge地区ODP994、995和997站位[4]。可见目前用来在地震剖面上识别天然气水合物的反射特征都存在一定的多解性。利用地震数据的其他属性,可以在一定程度上降低多解性,区分不同情况的反射特征[5]。本文将使用瞬时频率属性和地震振幅分析两种方法定性判别研究区内游离气的分布特征。

瞬时频率

地震数据的瞬时属性(瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位)是在对原始地震道做希尔伯特变换的基础上计算得到的。瞬时频率是瞬时相位对时间的导数,即瞬时相位的变化率,可以提供地震数据的频率信息。

地震波在含水合物层存在一定的衰减效应,并且随着水合物含量增加而增加[6],游离气对P波的衰减比水合物层的影响更大。地震波振幅的减弱与地震波沿传播路径的波数有关,在衰减较大的区域,短波长(高频)部分的能量优先被衰减,其结果是这一区域的地震数据只有低频部分,因此瞬时频率属性可以帮助我们探测衰减比较大的区域,识别含有水合物和游离气的地层。

研究区内BSR 下部地层多有反射频率急剧下降的现象(图1 b),表明地震波通过BSR后衰减较多,在这些地方BSR下部应含有一定量的游离气。注意某些穿过BSR的断层,其位于BSR上部的局部区域瞬时频率也较低。这可能是因为①断层为气体运移至BSR上部提供了通道,同时天然气水合物的含量相对较低,没有对气体向上运移形成封堵;或②水合物沿断层分布,且含量较高,产生较强的衰减效应。

平均瞬时频率属性在给定时窗内计算瞬时频率的平均值,反映某层段内瞬时频率属性的平面分布特征。为考察全区BSR下部游离气的影响,选取计算时窗为BSR上10ms到BSR下100ms,同时将BSR层位插值外推至全区进行计算,结果如图2所示。低频率异常区主要分布于BSR分布区BSR-1、BSR-2和BSR-6,说明这些区域气体通量较大,是可能的游离气赋存区域。

地震振幅分析

本文使用的另一种定性分析游离气分布的方法,也是利用既有的地震属性算法,即通过计算BSR上下一定范围内的最小振幅值,并生成其平面分布来实现。这一方法的有效性是基于对BSR形成原因的一种认识。一些对比研究表明[7],由Helgerud等(1999)提出的针对含水合物地层的岩石物理模型得到的正演结果比较符合实际数据[7]。Dvorkin(2007)和Zhang等(2012)利用这一等效介质模型,以数值方法模拟了海洋沉积物中赋存天然气水合物和游离气的不同情形,认为反极性、强振幅的BSR的产生与游离气的存在有关(图3c,图3d),而含水合物层只有在高饱和度时,才在其上界面形成反极性的强振幅反射特征(图3b)。因此BSR的最小振幅反映了可能的游离气分布或含水合物层下伏游离气的分布特征,其值越低(波谷越深)水合物或游离气饱和度越大[9,10]。

研究区内BSR层位由人工拾取,且经过全区插值处理,在部分剖面上并不准确,因此使用了较大的时窗(BSR上50ms到下100ms)在叠后地震数据体上提取最小振幅属性。其平面分布见图4,色标的红色端表示最小振幅的极值异常。从中可以发现,本区游离气分布仍以BSR-1、BSR-2 和BSR-6 区为主,这与瞬时频率反映的分布特征一致。在BSR-1和BSR-2区域内,最小振幅极值异常显示出近东西向条带状分布,与穿过BSR的断层走向一致,反映了断层作为主要的流体运移通道,对游离气分布起控制作用。

图3 含天然气水合物和游离气的地层模型及其合成地震剖面[10]

Models for hydrate⁃bearing sediment and its synthetic seismic profile[10]

4 结语

目前认为近海底沉积物中含游离气或含水合物沉积层下伏游离气层是产生负极性强反射BSR的主要原因。研究区内BSR分布广泛,在地震剖面上显示出强振幅、反极性等特征,预示本区天然气水合物资源前景非常有利。瞬时频率属性反映研究区内存在大面积的游离气分布,主要以BSR-1、BSR-2和BSR-6区为主。利用最小振幅属性进一步刻划了游离气在研究区内的分布特征,明确其主要受断层的控制。说明两种属性提示的大量游离气的存在,表明水合物的形成具备很好的气源基础。

图4 最小振幅属性

Minimum amplitude attribute

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Free Gas Character and Distribution of Gas Hydrate Zone,North of South China Sea

Lin Lin1,2,Sha Zhibin1,2,Gong Yuehua1,2,Kuang Zenggui1,2,Shang Jiujing1,2

( Marine Geological Survey,Guangzhou,510760; Laboratory of Marine Mineral Reasources,MLR,Guangzhou,510760)

Abstract:High resolution multi⁃channel seismic data shows large BSR distribution in the north of South China Sea,and indicates that gas hydrates are highly gas distribution of this area was characterized by using instantaneous frequency and minimum amplitude results show that free gas mainly controlled by the faults penetrated BSR,and its distribution area is smaller than BSR.

Key words:Gas Hydrate;Free gas;Seismic attributes

沙志彬1,2,郭依群2,杨木壮3,梁金强2,王力峰2

沙志彬(1972-),男,教授级高级工程师,博士研究生,主要从事石油地质和天然气水合物的研究,E-mail:。

注:本文曾发表于《海洋地质与第四纪地质》2009年第5期,本次出版有修改。

1.中国地质大学资源学院,武汉430074

2.广州海洋地质调查局,广州510760

3.广州大学地理科学学院,广州510006

摘要:本文通过对南海中北部陆坡区地层的地震相和沉积相分布特征、层序地层和沉积体系的综合分析,研究其沉积层序的特征,并对该区域沉积条件与水合物聚集成藏的关系进行了分析和探讨。结果表明:沉积环境对天然气水合物的聚集成藏有明显的控制作用,不同构造背景下的沉积环境、沉积相类型、砂泥比以及沉积体的沉积速率均影响和控制了天然气水合物的发育和赋存;海底重力流沉积,尤其是等深流和浊流沉积,由于其沉积速率高、含砂率适中、孔隙空间较大,从而有利于天然气水合物的发育;三角洲前缘的滑塌扇以及位于构造转折处的斜坡扇,为天然气水合物发育和赋存的有利相带。

关键词:南海;沉积层序特征;天然气水合物;成藏

The Study of Correlation Between Features of Sedimentary Sequences and Gas Hydrates Reservoirs in the Middle-Northern Slope of South China Sea

Sha Zhibin1,2,Guo Yiqun2,Yang Muzhuang3,Liang Jinqiang2,Wang Lifeng2

of Earth resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China

Marine Geological Survey,Guangzhou 510760,China

of Geographical Sciences,Guangzhou University,Guangzhou 510006,China

Abstract:Through the studies of distribution characteristics of seismic facieses and sedimentary facieses and the syntheses of sequence stratigraphy and sedimentary system in the sediments of middle-northern slope of South China Sea,we thus identify features of sedimentary sequences and meanwhile further analyze and discuss correlation between sedimentary condition and accumulation of gas hydrates reservoirs in this researching results show that there are apparent controlling affect for gas hydrate accumulation in different depositional of gas hydrate was controlled by different depositional environment,precipitation facie,sand/shale and deposition of high deposition rate and large pore,density current,especially,contour current and resedimented rock is favorable for growing of gas front slumpfan and slope fan in structure turning is favorable for accumulating of gas hydrate.

Key words:the middle-northern slope of South China Sea,features of sedimentary sequences,gas hydrates,reservoirs

0 引言

南海海盆自晚中新世张裂结束以来,新洋壳逐步冷却,盆地发生热沉降作用,构造上以垂向运动为主,出现大规模的海侵活动,形成了上中新统—第四系的区域披覆层[1]。该沉积期距今约~ Ma。在晚中新世早期未发生大规模海退、陆架遭受剥蚀的基础上,发生了广泛沉积,逐渐形成了陆架陆坡,其中至少发生了6次海平面变化,在大陆架边缘形成了一系列低水位三角洲,在陆坡下形成了许多低水位扇或低水位重力流水道砂岩沉积[1]。正是在此沉积背景条件下,造就了南海北部陆坡区成为天然气水合物广泛发育的地区。2007年5月,我国在南海北部海域成功钻获天然气水合物实物样品,证实了南海北部蕴藏有丰富的水合物资源[2]。

本文通过对南海中北部陆坡区所采集的高分辨率地震资料详细解释,同时对该研究区地层的地震相和沉积相分布特征、层序地层和沉积体系的分析,从而研究该区域的沉积层序特征,探讨其沉积条件与天然气水合物聚集成藏的关系。

1 区域地质背景

中中新世末,南海发生了强烈的区域性构造运动,导致南海北部陆缘中中新世晚期至晚中新世早期之间的沉积间断,在西部的琼东南盆地表现最为强烈:隆起部位上全部或局部缺失含超微化石N15- N17带的地层或含N10—N11带的下部地层[3]。这次沉积间断之后,南海北部进入构造沉降阶段,继续遭受海侵,海平面呈快速上升的趋势,使得一直隆起于水面的东沙、神狐—一统隆起也遭海水波及而接受沉积。南海北部陆缘除了东沙群岛、神狐—一统隆起一带为滨浅海环境外,其余地区以浅海-半深海相沉积环境为主[4-6]。

晚中新世中晚期时,南海北部再度发生海侵,其规模和范围要比晚中新世早期海侵更大,并一直持续到上新世早期,这期间研究区大部分地层具有较深水环境的沉积特征。据钻井资料显示,在上新世早期,研究区浅海陆架的沉积范围和水深均超过现代,东沙、神狐—一统古隆起也淹没于水下,沉积了一套台地碎屑岩[5-6]。

上新世晚期,南海北部发生海退,一直持续到更新世早期,更新世晚期又有一次较大的海侵,随后由于里斯和玉木冰期的影响,海平面再次下降[5]。全新世时,因再度发生海侵才形成南海北部目前的面貌。据广州海洋地质调查局与美国哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地质观察所合作取样的资料来看,南海北部大陆坡第四纪地层的岩石性质较单一,为深灰色粉砂质黏土夹火山灰。晚更新世以来一直都处在半深海的沉积环境,时有浊流和火山喷发,对沉积环境有影响[4,7]。

2 地震相及沉积相分布特征

地震相划分及特征

研究区由于缺乏岩心或露头资料,因而在沉积相的综合分析过程中,对地震信息的综合研究显得特别重要。通过对研究区所采集的高分辨率地震资料进行综合分析,从地震反射属性(频率、振幅、连续性)、内部反射结构和外部形态3个方面对研究区的地震相进行了划分和分类,综合分析地震反射波组特征后,认为在本研究区晚中新世以来的地层层序主要发育11类地震相,其反射特征见表1。

沉积相分析

沉积相分析建立在地震相划分的基础上,主要是通过对区域地质特征、海平面变化特征以及各层序的地震相、地震速度-岩性分析结果以及各相序之间的关系研究,综合分析其形成的水动力条件、沉积环境的差异及其特定的沉积作用,确定沉积相。在一个地震层序内,由于时代的变迁,沉积相在纵、横向有所变化,在相图中只标示主要的沉积相。

层序C

从层序C中的地震相分布位置来看(表1),除了研究区中北部振幅较强外,其余大部分地区均为弱振幅反射,由北向南连续性逐渐变差,振幅和波形排列在大面积范围内较稳定,横向上缓慢变化,内部主要为平行-亚平行结构,反映了以开阔海为主、水体相对宁静的沉积环境。

砂岩体积分数(Ps值)分析显示,研究区东部和南部Ps值较高,为40%~70%,西北部和东北部较低,小于25%,其余地区Ps值都在30%左右,砂岩体积分数所反映的物源方向与区域上的物源方向相反。据ODP在调查区东南部的1146和1148钻井资料揭示,上中新统这套地层的碳酸盐岩体积分数较高,采集的沉积物大约有50%是由碳酸盐组成的,沉积物特性反映出上中新统是典型的陆坡深水沉积[7]。这可能是导致其Ps值偏高的原因。

根据地震相分布特征和Ps值,结合ODP钻井及区域地质资料分析,认为研究区西北和东北部广泛发育三角洲相沉积,局部三角洲前缘地区发育滑塌扇;在研究区中部,发育斜坡扇沉积;除研究区西南部发育小范围的深海相沉积外,其他地区主要为浅海-半深海相沉积(图1)。

层序B

从层序B中的地震相分布来看(表1),层序B主要为一套振幅较弱的中-高频的反射层,坳陷内连续性较好,由隆起向上逐渐变差,内部主要为平行-亚平行结构,反映了水体相对宁静的低能沉积环境。

表1 南海中北部陆坡区地震相类型及特征

图1 研究区层序C地震相-沉积相分布图

该层序的发育基本继承了C层序的特征,不论是沉积厚度的变化还是Ps值的分布,都与层序C基本一致,只是Ps值更低,为20%~60%,沉积中心依然位于调查区北部,最大厚度可达1 200 m。

地震相分析认为层序B由北向南依次发育三角洲、滑塌扇、浅海-半深海、深海相沉积沉积,研究区中部还发育斜坡扇(图2)。层序B除继承性发育了水下高地沉积外,与层序C相比,三角洲范围有所减小,滑塌扇发育更为广泛,深海相沉积范围扩大。上述现象反映了海平面上升、水体逐渐加深以及沉积相向陆推进的特点。滑塌扇发育更为广泛的现象,反映了上新世与晚中新世相比,陆坡区的构造活动有所增加,水动力条件较强的沉积特征。

图2 研究区层序B地震相-沉积相分布图

层序A

从层序A中的地震相分布来看(表1),层序A总体为一套层次密集、振幅较弱、较连续的反射层,波形排列在大面积范围内较稳定,横向上缓慢变化,主要为平行-亚平行反射结构,席状-席状披盖外形。层序A的Ps值较层序B更低,为15%~50%。上述现象反映了层序A总体上为水体相对宁静的低能沉积环境。

根据对层序A地震相分析,认为层序A由北向南依次发育三角洲、滑塌扇、浅海-半深海相沉积。层序A除继承发育了水下高地沉积外,与层序B相比,层序A北部三角洲范围略有扩大,斜坡扇的范围较层序B也有所增加,与此相反,滑塌扇沉积范围迅速减少。该现象反映在第四纪时期,海平面略有下降,沉积相整体向海推进的趋势(图3)。滑塌扇范围减少同时也表明了进入第四纪以来,陆坡区构造活动相对微弱,水动力条件有所减弱的构造沉积现象。

3 层序地层分析

研究区在晚中新世以来处于区域热沉降阶段,构造活动相对微弱,地层的形成发育及分布模式主要受相对海平面变化的制约[4-6],它与HAQ等[14]建立的全球层序地层表中的二级层序TB3相对应,其形成明显地受到一个较大级别基准面变化旋回(二级)的控制。根据研究区地震资料,在二级层序的基础上,可以进一步划分出A1、A2、B1、B2和C1、C26个中级基准面旋回(三级层序)(图4、5),它们与全球以及珠江口盆地的中级基准面变化具有较好地对应关系。其中C1、B1、A1、A2分别对应于、、、相当于和的叠加,B2相当于、、和的叠加(表2)。

图3 研究区层序A地震相-沉积相分布图

层序C1形成于晚中新世早期,在二级海平面加速上升初期形成,地震剖面显示为一套中连续,弱振幅的楔状反射层,从滨岸向海盆方向,厚度逐渐减薄,反映了由补偿沉积A/S≥1向非补偿性沉积S→0的变化过程,由低位体系域、海进体系域组成。低位体系域主要为一些发育于凹陷底部的扇体,地震剖面上表现为中弱振幅、中-差连续,上超充填外形。海进体系域由一系列向滨岸上超的中-弱振幅准层序叠加而成。

层序C:形成于晚中新世晚期,在二级海平面加速上升中期形成,为一套中连续一连续、强弱振幅交替反射层,反射振幅从滨岸向海盆方向逐渐变弱,连续性逐步变好。该层序主要由海进体系域和高水位体系域组成。低位体系域不太发育,只在凹陷底部发育一些小规模的低位扇体;高水位体系域由一套中强振幅、连续的以垂向加积为主的准层序组成。

层序B1形成于上新世早期,在海平面加速上升末期形成,为一套连续的强弱振幅交替的楔状反射层,从滨岸—海盆方向,沉积厚度逐渐减薄。该层序具有双层结构,上部为海进体系域,下部为低水位体系域,其中海进体系域具有明显的向陆阶进特点,向海下超于层序底界之上,低位体系域主要为低位扇等沉积。

层序B2形成于上新世中晚期,为一套在二级海平面缓慢上升—缓慢下降阶段形成的中连续—连续、中—强振幅楔状反射层,从滨岸—海盆方向,沉积厚度逐渐减薄。主要由海进体系域和高水位体系域组成,在斜坡带发育小规模的低水位扇体。地震剖面显示在陆坡区发育有大型波状或丘状的反射层,推测为三角洲前缘的滑塌扇沉积。

层序A1形成于全新世早期,在二级海平面加速下降阶段形成,为一套连续一中连续、中—弱振幅反射层,在大陆架边缘一带沉积最厚,向滨岸和海盆方向同时减薄。由低位体系域和海进体系域组成,层序底界下切河谷非常发育,低水位体系域由一系列中-强振幅、向海进积的准层序叠加而成,在陆坡区发育代表重力流沉积的大型波状波痕层理;海进体系域由一组中弱振幅,向陆上超的准层序叠加而成。

表2 研究区晚中新—全新世层序地层划分表

图4 A测线上中新统—第四系地震反射特征

层序A2形成于全新世,在二级海平面加速下阶段形成,为一套连续—中连续、强弱振幅交替的反射层,在大陆架边缘一带最厚,向滨岸和海盆方向同时减薄,由海进体系域和高水位体系域组成,在陆坡区发育大型波状波痕层理。

总体来看,这6个层序宏观上为一套楔状地层,从陆架—陆坡—海盆方向,厚度逐渐减小,这与研究区离北岸物源区较远,总体上物源供给不足有关,层序的组合具有如下特点(图6):层序C1、C2和B1在二级海平面加速上升阶段形成,以向陆退积组合为特征,地震剖面(图4,5)显示3个层序的沉积厚度均从陆架—陆坡—海盆方向逐渐减薄,形成一套楔状地层。其成因是由于海平面的持续上升,最大有效可容空间向滨岸方向迁移,物源的供给量(S)小于可容空间的增长量(A),造成从滨岸往海盆方向,物源逐渐减少,由补偿沉积(A/S≥1)向非补偿性沉积(S→0)过程变化,可容空间未能被沉积物有效充填。这种叠加方式具有沉积物向上减薄、变细,水体向上加深的正旋回特点。层序B2在二级海平面缓慢上升—缓慢下降阶段形成,其叠置方式以垂向加积为主,在形成过程中最大有效可容空间位置基本保持不变,物源供给速度与海平面变化速度大致相当,总体上该地层岩性偏细而且在垂向上岩性变化不大,水体深度、地层厚度相对稳定。层序A1和A2在二级基准面加速下降阶段形成,其叠置方式以向海进积为主,有效可容空间不断向海方向迁移,物源供给速度略大于海平面下降速度,这种叠加方式在垂向上造成沉积物向上加厚变粗,水体向上变浅,在海平面下降过程中,滨岸物质被不断带到陆架边缘之下沉积,从而造成了沉积厚度在大陆架边缘-陆坡一带最厚,向滨岸上超减薄,向海盆区前积、下超减薄的分布特点[1,3,5]。

图5 A测线层序地层分析

图6 研究区上中新统-第四系三级层序组合模式

SS为向海进积组合;VS为垂向加积组合;LS为向陆退积组合

4 沉积体系分析

沉积体系是指在成因上由现代或古代沉积作用和沉积环境联系在一起的岩相三维组合[3],掌握了不同沉积体系的特征及其在不同盆地内的分布规律,就可以利用已知的资料预测盆地内不同沉积相的分布和它们的形态[5]。

层序C

层序C早期,全球海平面下降最大,海平面最低[15],河流的下切作用较强,能延伸到较远的陆坡区,在层序C的底部(低位体系域),广泛发育斜坡扇沉积。随着海平面上升,水体逐渐加深,形成了过渡体系域的过渡相(如在研究区中北部发育三角洲沉积体系)和高位体系域的浅海—半深海相地层,发育浅海—半深海沉积体系[1,4]。

层序C的沉积受盆地的区域沉降作用控制,以填平补齐为主要沉积特征,物源主要来自于研究区北部。沉积中心位于研究区中北部,最大沉积厚度超过1 800 m,研究区南部较薄,最薄处不到200 m。

层序B

上新世早期再度发生海侵,其规模和范围要比层序C时期都大,海平面上升至新生代以来的最高位,在这期间研究区大部分地层具有较深水环境的沉积特征,沉积了一套半深海-深海相地层。在北部陆坡尽管依然发育三角洲沉积体系,但三角洲范围有所缩小,滑塌扇以及高水位体系域的范围进一步扩大,显示了水体向陆推进,海平面上升的趋势。

层序B沉积时的水体比层序C明显加深,沉积序列呈现向陆推进的格局,平均沉积厚度介于500~900 m,沉积中心位于研究区中北部,最大沉积厚度超过1 800m。

层序A

全新世—现今,南海北部处于海平面开始缓慢下降的高水位期。除研究区北部三角洲范围进一步扩大以外,研究区南部的浊积扇、斜坡扇的范围较层序B有所增加。浅海、半深海相整体向海推进。

层序A沉积中心位于研究区中北部,最大沉积厚度超过1 500 m。

5 有利于天然气水合物成藏的沉积条件

沉积环境对天然气水合物的聚集成藏有明显的控制作用。具体而言,不同构造背景下的沉积环境、沉积相类型、砂泥比以及沉积体的沉积速率均影响和控制了天然气水合物的发育和赋存[2,8]。从沉积相类型来看,海底重力流沉积,尤其是等深流和浊流沉积,由于其沉积速率高、含砂率适中、孔隙空间较大而有利于天然气水合物的发育[9]。砂泥比是影响水合物发育和赋存的另一个重要因素。砂泥比直接影响储集空间和孔隙水的发育,从而影响天然气水合物的发育。大量的岩心资料表明:砂泥比值过高或过低均不利于水合物的发育。地层中含砂率过低、储集空间小、孔隙水少,不利于天然气水合物的形成;反之,如果含砂率过高,封闭性随之减弱,同样不利于水合物的形成。此外,较高的沉积速率也有利于水合物的生成和聚集[7]。沉积速率高的区域聚积了大量的有机碎屑物,由于迅速埋藏在海底未遭受氧化作用而保存下来,并在沉积物中经细菌作用转变为大量的甲烷,并且,快速堆积的沉积体易形成欠压实区,从而可构成良好的流体输导体系,有利于水合物的形成与成藏[10-12]。

从沉积相分布来看,研究区的北部三角洲较为发育,在陆坡的转折端,还发育滑塌扇沉积,这些沉积体的沉积厚度大,具有较高的沉积速率,有机质含量丰富,能为天然气水合物的形成提供充足气源[13-14]。研究区上新统以来沉积相与BSR分布范围对比表明,三角洲前缘的滑塌扇为天然气水合物发育和赋存的有利沉积相[15]。此外,在研究区中西部,斜坡扇的发育也为天然气水合物的发育和赋存提供了极为有利的沉积环境:斜坡扇较高的沉积速率和丰富的有机质含量[11],不仅有利于气体的生成,而且有利于天然气水合物的富集[16]。总之,上新统以来沉积相分析表明,本研究区位于三角洲前缘的滑塌扇以及位于构造转折处的斜坡扇为天然气水合物发育和赋存的有利相带[17-18]。

6 结论

在岩心或露头资料较少的情况下,通过对南海中北部陆坡区地层的地震相和沉积相分布特征、层序地层和沉积体系的综合分析,从而研究其沉积层序的特征,并对该区域沉积条件与水合物聚集成藏的关系进行了分析、探讨和研究。经过综合分析得出结论如下:

1)南海中北部陆坡区地层的地震相和沉积相类型多样复杂,通过分析得出了研究区地震相-沉积相分布特征,并对进行了层序地层和沉积体系分析。

2)沉积环境对天然气水合物的聚集成藏有明显的控制作用。具体而言,不同构造背景下的沉积环境、沉积相类型、砂泥比以及沉积体的沉积速率均影响和控制了天然气水合物的发育和赋存。

3)从沉积相类型来看,海底重力流沉积,尤其是等深流和浊流沉积,由于其沉积速率高、含砂率适中、孔隙空间较大而有利于天然气水合物的发育。

4)从沉积相分布来看,研究区位于三角洲前缘的滑塌扇以及位于构造转折处的斜坡扇为天然气水合物发育和赋存的有利相带。

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