¿Qué significan DSDP y ODP, sus antecedentes históricos y su relevancia para China?

ODP: U.S. Ocean Drilling Program

El hidrato de gas natural, también conocido como metano sólido, está compuesto de gas natural y agua. Es sólido y parece hielo y nieve o alcohol sólido. Arde cuando se enciende, por lo que algunas personas lo llaman "hielo combustible", "hielo gaseoso" y "gas sólido". La estructura cristalina de los hidratos de gas natural está formada principalmente por moléculas de agua. En diferentes condiciones de baja temperatura y alta presión, las moléculas de agua cristalizan para formar diferentes estructuras de jaula poliédricas. Su fórmula molecular es MnH2O más metano y otros gases, n es el número de moléculas de agua). Los tipos estructurales de agua con gas natural son: I, 11, H. El tipo I es una estructura cristalina cúbica, el tipo II es una estructura cristalina rómbica y el tipo H es una estructura cristalina hexagonal. El hidrato de gas tipo I es el más ampliamente distribuido en la naturaleza, mientras que los hidratos de gas tipo II y H son más estables. Es un sólido cristalino blanco formado por la combinación de agua y gas natural (principalmente gas metano, que puede liberar 164 metros cúbicos de metano y 0,8 metros cúbicos de agua por metro cuadrado) en condiciones de baja temperatura y alta presión. y existe principalmente en tierras permanentemente congeladas en zonas de suelo y sedimentos marinos.

2 Estado actual de la investigación e investigación internacional sobre recursos de hidratos de gas natural

Con el agotamiento de los recursos mundiales de petróleo y gas natural, los científicos de todo el mundo están trabajando arduamente para encontrar nuevas fuentes de energía alternativas. . El hidrato de gas natural es conocido como un recurso estratégico con perspectivas de desarrollo comercial en el siglo púrpura y está siendo valorado por científicos y gobiernos de todo el mundo.

Desde los años 60, muchos países desarrollados como Rusia, Estados Unidos, Alemania, Reino Unido, Canadá e incluso algunos países en desarrollo le han concedido gran importancia y han realizado muchos trabajos.

Desde la década de 1960, Rusia ha llevado a cabo estudios de hidratos de gas en el mar de Bering, el mar de Okhotsk, la fosa de las Islas Kuriles, el mar Negro y el mar Caspio, y ha descubierto yacimientos con importancia industrial. A pesar de las recientes dificultades económicas, seguimos realizando estudios o investigaciones en el Mar de Barents y el Mar de Okhotsk. El yacimiento de hidratos de gas de Mesoyaha, situado en el noreste de Siberia occidental, se explota con éxito desde hace 17 años.

Ya en 1934, los científicos estadounidenses descubrieron por primera vez hidratos de gas natural en los gasoductos, obstruyendo los ductos y afectando la transmisión del gas, y comenzaron a estudiar la estructura y las condiciones de formación de los hidratos. Posteriormente, Estados Unidos y Canadá descubrieron sucesivamente depósitos de hidratos a gran escala en las zonas de permafrost de la vertiente norte de Galascar y el delta del Magen. A principios de la década de 1970, los científicos del Servicio Geológico Británico descubrieron "reflectores similares al fondo marino" (BSR en inglés) mientras realizaban estudios sísmicos en el margen continental de la costa este de Estados Unidos. Luego, en 1974, se obtuvieron muestras de hidratos de gas de núcleos de perforación en aguas profundas, que liberaron grandes cantidades de metano, lo que confirmó que el "reflejo similar al del fondo marino" estaba relacionado con el contenido de agua del gas natural. Desde 65438 hasta 0979, Estados Unidos, con la ayuda del Programa de Perforación en Mares Profundos (DSDP) y el Programa de Perforación Oceánica (ODP), acogió y organizó este trabajo durante mucho tiempo, y señaló por primera vez que el gas natural Los hidratos son una nueva fuente de energía en el futuro y se mapeó el contenido de agua del gas natural en los Estados Unidos. Mapa de ubicación del depósito. El Reino Unido, Canadá, Noruega, Japón y Francia también participan activamente en este esfuerzo. En 1991, el Departamento de Energía de Estados Unidos organizó un Simposio Nacional sobre Hidratos de Gas. Lo más importante es que durante el viaje del ODP64 en el invierno de 1995, se organizó un estudio especial de los hidratos de gas natural en la Meseta Negra del Atlántico occidental y se perforaron una serie de pozos en aguas profundas, que demostraron por primera vez la amplia distribución de agua con gas natural y afirmó su valor de desarrollo comercial. Al mismo tiempo, se señala que el agua de gas natural también tendrá importancia económica para el gas libre bajo la capa mineral. Con base en cálculos de carbono metano, se estima que los recursos de hidratos de gas natural en el área alcanzan los 10 mil millones de toneladas, lo que puede cubrir el consumo de gas natural de los Estados Unidos durante 105 años. Basándose en una serie de resultados de investigaciones sobre los hidratos de gas natural, Morse, presidente de la Sociedad Geológica de América, consideró el descubrimiento de los hidratos de gas natural como uno de los seis principales logros de 1996. Por lo tanto, en 1998, el Senado de los Estados Unidos aprobó una resolución para incluir el hidrato de gas natural como fuente de energía estratégica para el desarrollo nacional en el plan nacional a largo plazo, requiriendo que el Departamento de Energía y el Servicio Geológico de los Estados Unidos y otros departamentos magnéticos organizaran su implementación. incluyendo investigación detallada de recursos, tecnología de producción, cinco aspectos globales del cambio climático, seguridad y estabilidad del fondo marino. Planea invertir 20 millones de dólares al año y alcanzar la meta del plan para 2010.

Asia y el noreste asiático son otra importante zona de enriquecimiento de hidratos de gas natural. A finales de la década de 1980, se perforaron ODP 127 y 131 en aguas cercanas a Japón y se hicieron importantes descubrimientos sobre la distribución inusualmente amplia de agua y BSR en el gas natural.

Krason, del Departamento de Energía de Estados Unidos, demostró en el 29º Congreso Geológico Internacional celebrado en Tokio, Japón, en 1992, que se descubrieron nueve áreas de distribución de BSR en las aguas que rodean Japón. La veta de carbón hidratado de gas natural se encuentra entre 150 y 300 metros por debajo del lecho marino. El espesor de la veta de carbón es de 3 m, 5 m y 7 m respectivamente, con un espesor total de 15 m. Se estima que el área BSR de Nankai Trough en Japón es de aproximadamente 35.000 kilómetros cuadrados. Debido a los datos de evaluación antes mencionados publicados por el Departamento de Energía de los EE. UU. y la escasez de energía de petróleo y gas en Japón, el Ministerio japonés de Comercio Internacional e Industria, la comunidad científica y tecnológica y la comunidad empresarial han otorgado gran importancia a él. En 1995, JNOC, la Agencia de Recursos Naturales y Energía del Ministerio de Industria y Comercio Internacional de Japón, y 10 compañías privadas de petróleo y gas formularon un gran "Plan preliminar para la investigación y el desarrollo de hidratos de gas natural metano", con una inversión de 64 millones de dólares. de 1995 a 1999. A través de la investigación de las áreas objetivo alrededor de Japón, especialmente la depresión de Nankai y el mar de Okhotsk en el noreste del Mar de Japón, se encontró que los hidratos en la depresión de Nankai se encuentran a una profundidad de agua de 850-1150 m. offshore y son fáciles de desarrollar. Los hidratos se encuentran en areniscas y sedimentos volcánicos con una porosidad del 35% y una tasa de llenado de hidratos del 85%. Según estimaciones preliminares, los recursos de metano de los hidratos de gas natural en la depresión de Nankai en Japón son de 7,4×1012 m3, lo que puede satisfacer el consumo de energía de Japón durante 100 años.

Desde finales de los años 1980, el buque de investigación alemán "sousaphone" se utiliza, en colaboración con otros países, para ajustar la cuña de acreción de Cascadia en aguas de Oregón en el Pacífico oriental, así como en el Pacífico suroeste y Aguas de Bering de hidrato. Se han descubierto signos sísmicos relacionados con hidratos en la depresión de Nansha, el mar de Sulawesi, el mar de Bering y otros lugares, y se han obtenido muestras de hidratos.

India unificó su entendimiento en la Conferencia Anual Nacional de Geología y Geofísica de 1995 y consideró que el contenido de agua del gas natural se ha convertido en el tema del trabajo geológico actual. Bajo el liderazgo del Consejo Indio de Ciencia e Industria, se desarrolló un Plan Nacional de Investigación sobre Hidratos de Gas con una inversión de 56 millones de dólares. Hasta ahora, la India ha descubierto muchas anomalías geofísicas en sus regiones oriental y occidental, lo que muestra buenas perspectivas de prospección.

El Instituto de Investigación de Recursos Naturales de Corea y el Instituto de Desarrollo Oceánico comenzaron a investigar el contenido de agua de la cuenca Yulong en el sureste de China en 1997, y sucesivamente descubrieron BSR ligeramente deformado, zona en blanco de amplitud, capa de gas poco profunda, y Makang, deslizamientos de tierra submarinos, nódulos de manganeso y una serie de señales relacionadas con el contenido de agua.

Nueva Zelanda ha descubierto un área de distribución de BSR con un área de más de 4×104 km2 a una profundidad de agua en alta mar de 1 a 3 km en la costa este de la Isla Norte.

En los últimos años, Australia ha descubierto un área de distribución de BSR de 8×104km2 en la meseta submarina oriental de Lord Howe.

Pakistán también ha logrado avances en el estudio de los recursos hídricos en el Golfo de Omán.

Se descubrieron alrededor de 654,38+08 mil millones de recursos equivalentes de petróleo de hidratos de gas natural en el área de la ladera de la cresta Juan-Deseca en el lado oeste de Canadá.

En definitiva, las zonas donde se han descubierto y delimitado hidratos de gas natural se distribuyen principalmente en el Mar de Bering, Mar de Okhotsk, Depresión de Kuril, Depresión de Okinawa, Mar de Japón, Depresión de Shikoku, Nankai Trough, el mar de Sulawesi y la isla Norte de Nueva Zelanda. La depresión mesoamericana en el Pacífico oriental, la costa norte de California-Oregón y la depresión peruana frente a la costa este de los Estados Unidos, el Golfo de México, el Mar Caribe, el margen continental frente a la costa este de América del Sur; y la costa occidental de África en el Océano Atlántico; el Golfo de Omán en el Océano Índico; los mares de Barents y Beaufort en el Ártico; los mares de Ross y Weddell en la Antártida, y los mares Negro y Caspio. En la actualidad, se han descubierto directa o indirectamente 88 hidratos de gas natural en estas áreas marinas de todo el mundo, de los cuales 26 núcleos han visto agua de gas natural y 62 han visto reflejos similares al fondo marino (BSR) con signos sísmicos de hidratos de gas. muchos lugares, biológicos y Evidencia de costras carbonatadas. Según estimaciones de expertos, la cantidad de recursos de metano que se encuentran en aguas de gas natural en sedimentos con profundidades inferiores a 3.000 m en mares marginales, valles oceánicos profundos y cuencas oceánicas en todo el mundo es de 2,1×1016 m3 (21 billones de m3). El contenido total de carbono del metano en los hidratos es el doble que el del carbón, el petróleo y el gas natural en el mundo. Puede satisfacer las necesidades humanas durante 1.000 años. Con grandes reservas y una amplia área de distribución, es una fuente de energía poco común para la humanidad en el futuro. Las estimaciones de reservas anteriores no incluyen el gas libre debajo de la capa de hidrato de gas.

3 Estado actual de la investigación y la investigación de los hidratos de gas natural en China

En los últimos años, líderes nacionales y líderes de ministerios como el Ministerio de Tierras y Recursos, el Ministerio de Ciencia y Tecnología, el Ministerio de Hacienda y la Comisión Estatal de Planificación han concedido gran importancia a la Investigación e investigación de los hidratos de gas natural.

En primer lugar, se analizó una gran cantidad de datos de exploración sísmica en áreas marinas bajo la jurisdicción de mi país a lo largo de los años, y se encontraron signos similares a BSR de hidratos de gas natural en el fondo marino en las laderas de la depresión de Okinawa, la vertiente norte del Mar de China Meridional. , la depresión de Xisha y la vertiente sur de las islas Paracelso. Además, se han llevado a cabo investigaciones sistemáticas sobre las causas, las características geoquímicas y geofísicas de los hidratos de gas natural del fondo marino, la adquisición en alta mar, el procesamiento e interpretación de datos, el muestreo de pozos, el análisis de registros de pozos, la evaluación de recursos, los peligros geológicos del fondo marino, etc., y una gran cantidad de de conocimiento se ha obtenido información y datos.

Desde 1984, la comunidad geológica de mi país ha recopilado sistemáticamente datos de estudios sobre los recursos hídricos extranjeros y su enorme potencial. El personal científico y técnico del Servicio Geológico Marino de Guangzhou revisó más de 20.000 kilómetros de datos sísmicos completados entre principios y mediados de la década de 1980 en la vertiente norte del Mar de China Meridional y descubrió una exhibición similar a BSR en la vertiente norte del Mar de China Meridional. Mar. Según el acuerdo del Servicio Geológico de China del Ministerio de Tierras y Recursos, el Servicio Geológico Marino de Guangzhou llevó a cabo la primera investigación experimental preliminar de hidratos de gas marino en la depresión de Xisha en el norte del Mar de China Meridional en octubre de 199. Se completaron tres líneas de prospección sísmica de alta resolución que cubren una longitud total de 543,3 km. De septiembre a octubre de 2000, los barcos de exploración "Tanbao" y "Haiyang 4" del Servicio Geológico Marino de Guangzhou continuaron investigando el contenido de agua del gas natural en la depresión de Xisha. * * * Se completó un estudio sísmico multicanal de alta resolución de 1593,39 km, un estudio topográfico de haces múltiples del fondo marino de 703,5 km, 20 muestras geoquímicas, 18 muestras de agua intersticial y 33 muestras de medición rápida in situ con sensores de hidrocarburos gaseosos. Haz un gran avance. Los datos muestran que existen interfaces de reflexión similares al fondo marino (BSR) obvias y zonas en blanco de amplitud en el perfil sísmico. La interfaz "BSR" generalmente se encuentra a 300-700 metros debajo del fondo marino, y el punto menos profundo es de aproximadamente 180 metros. El espesor de la zona en blanco de amplitud o zona de amplitud débil es de aproximadamente 80-600 metros, y el área de distribución de. "BSR" tiene unos 2.400 kilómetros. Estudios sísmicos completos muestran que los hidratos de gas natural se producen principalmente en aguas profundas y taludes continentales en márgenes continentales activos y márgenes continentales inactivos, especialmente en las áreas de cuña de acreción de las zonas de subducción de los márgenes continentales activos, márgenes continentales inactivos y áreas de pliegues de falla del Lulong. Plataforma. Según los datos de perforación del viaje 1144 del ODP184, en la parte sureste de las islas Dongsha en el Mar de China Meridional, la tasa de sedimentación ha estado entre 400 y 1200 m/millón de años, y la tasa de sedimentación en la cuenca de Yinggehai ha sido muy alta desde el Mioceno. Los datos muestran que las tasas de sedimentación en las vertientes continentales norte y oeste del Mar de China Meridional son similares a las de la Meseta Negra en la costa este de los Estados Unidos, donde se encuentran abundantes recursos de hidratos de gas. Los lugares en el Mar de China Meridional que son propicios para la acumulación de agua incluyen: el talud continental norte, la zona de corte de deslizamiento occidental, el borde de convergencia de la placa oriental y el área de depresión de la plataforma sur. Hay cuatro tipos de configuraciones de BSR de firma sísmica de hidratos en esta área: BSR doble de cuña de acreción, BSR de pendiente de vaguada, BSR de plataforma y BSR de pendiente de cuenca. A partir de investigaciones geoquímicas, se descubrió que a menudo hay anomalías de calentamiento infrarrojo térmico por satélite antes de los terremotos en la zona de la vertiente norte del Mar de China Meridional y el Mar de Nansha. La temperatura es de 5 a 6 ° C más alta que la de las áreas marinas circundantes. Especialmente en la zona de la vertiente norte del Mar de China Meridional, comenzando desde el sureste de Qionghai, pasando por las islas Dongsha y llegando al suroeste de la provincia de Taiwán, se producen repetidamente aumentos anormales de temperatura, que pueden estar relacionados con el gas natural y el agua submarinos. y petróleo y gas.

Datos completos muestran que debería haber abundantes depósitos de hidratos de gas natural en el talud continental y las áreas elevadas del Mar de China Meridional. Sus recursos totales se estiman en 64,35-77,22 mil millones de toneladas de petróleo equivalente. aproximadamente el total de recursos de petróleo y gas en tierra y mar adentro en China. La cantidad es 65.438+0/2.

La Depresión de Xisha está situada en la cuenca sedimentaria del margen continental pasivo del Cenozoico en la zona de la vertiente norte del Mar de China Meridional. El espesor sedimentario máximo del Cenozoico supera los 7.000 metros y las fallas están activas. La profundidad del agua es superior a 400 mm. Según la aplicación del proyecto de investigación nacional 863 "Tecnología sísmica de alta resolución multicanal en aguas profundas", se han obtenido señales sísmicas confiables de hidratos de gas natural: 1). Hay una fuerte BSR en la vertiente norte y la plataforma sur de la cuenca de la depresión de Xisha a una profundidad de 200 a 700 metros, y en algunas líneas de reconocimiento se pueden observar fenómenos evidentes de BSR y de inclinación estratigráfica. 2) Aparece una amplitud anormal, una amplitud débil o una zona en blanco de amplitud sobre el BSR, que se distribuye en capas y bloques con un espesor de 80 a 450 metros. 3) En comparación con la onda de reflexión del fondo marino, 3) la forma de onda del BSR tiene una polaridad inversa obvia. . 4) El espacio en blanco de amplitud por encima de BSR tiene una tendencia de aceleración obvia. Los datos muestran que la depresión de Xisha en el norte del Mar de China Meridional tiene una gran área de hidratos de gas natural y es un área favorable para la exploración de hidratos de gas.

En 2001, con el apoyo del Ministerio de Finanzas, el Servicio Geológico de China y el Servicio Geológico Marino de Guangzhou continuaron investigando y estudiando los recursos de hidratos de gas en el norte del Mar de China Meridional, y planearon llevar a cabo un Estudio de medición múltiple de alta resolución de 3.500 km en las aguas cercanas a las islas Dongsha. Realiza estudios sísmicos, realiza muestreos de sedimentos y apoya la detección de anomalías geoquímicas en 35 estaciones en la depresión de Xisha, así como otras actividades de detección del terreno del fondo marino con múltiples haces. cámaras de televisión del fondo marino y mediciones de perfiles poco profundos. Según datos del Instituto de Oceanografía de la Universidad Nacional de Taiwán y la Corporación Nacional de Petróleo de China en Taiwán, BSR está ampliamente distribuido en la cuña de acreción en el suroeste de Taiwán, con una profundidad de agua de 500-2000 metros y un área de 2×104km2. . Se descubrió una gran área de hidratos de gas blanco en el fondo marino del sureste de Taiwán.

4 Opiniones y Sugerencias

(1) En vista de que el hidrato de gas natural es una nueva fuente potencial de energía en el siglo XXI, está recibiendo la atención de científicos y gobiernos. en todo el mundo y los resultados de sus investigaciones cambian cada día que pasa. Por lo tanto, es necesario comprender, recopilar e intercambiar oportunamente la situación, los métodos de exploración y los resultados en este campo, ponerse al día con el nivel internacional de investigación e investigación de hidratos de gas natural, promover la investigación, exploración y desarrollo de productos acuáticos de gas natural en mi país, y hacer nuevas contribuciones al desarrollo sostenible de la economía de nuestro país es particularmente importante.

(2) El vasto talud continental del Mar de China Meridional y parte del talud continental del Mar de China Oriental tienen las condiciones geológicas para la formación de agua de gas natural. Se recomienda realizar investigaciones e investigaciones sobre el contenido de humedad del gas natural en estas dos zonas marítimas lo antes posible para proporcionar nueva energía para el desarrollo sostenible de nuestra economía nacional.

(3) En la actualidad, los principales métodos para producir hidrato de gas natural incluyen el método de activación térmica, el método de reducción de presión y el método de inyección. La mayor dificultad en el desarrollo es garantizar la estabilidad del fondo del pozo para que el gas metano no se escape y provoque el efecto invernadero. Para solucionar este problema, Japón propuso un plan minero de "control molecular". La determinación final de los recursos minerales, agua y gas natural debe lograrse mediante perforación, que es mucho más difícil que la perforación convencional de petróleo y gas en alta mar. Por un lado, el agua es demasiado profunda y, por otro, los hidratos de gas natural se descomponen rápidamente al reducir la presión, lo que puede provocar fácilmente una explosión. Cada vez más resultados de investigaciones muestran que los cambios de temperatura y presión causados ​​por factores naturales o provocados por el hombre pueden descomponer los hidratos, provocando desastres ambientales como deslizamientos de tierra submarinos, extinción biológica y calentamiento climático. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de estudiar los métodos de perforación y producción de hidratos de gas natural, y se recomienda realizar investigaciones sobre los métodos de perforación y producción de hidratos de gas natural en interiores y exteriores lo antes posible.