天然气水合物因其巨大的能源意义成为近年来研究的热点。从成因特征、赋存特征、物理化学特征和地球物理特征4个方面系统地论述了冻土区天然气水合物的基本特征。中国冻土区主要包括青海祁连山及可可西里—风火山—乌丽冻土区、西藏羌塘地区和东北漠河地区等远景区。根据现有研究,各冻土区天然气水合物资源量丰富,然而冻土区气候和环境条件制约着天然气水合物研究工作进展,应在加大水合物理论研究的同时开展水合物识别技术、钻采工艺研究,早日由寻找、勘探阶段进入开发钻采阶段。
中国是世界第三冻土大国,多年冻土面积达2.15×106km2(主要分布于青藏高原和东北大兴安岭地区),蕴含丰富的天然气水合物资源。前人对中国冻土区天然气水合物的研究多局限在青藏高原,且在找矿预测特别是找矿选区方面的研究较少。为此,对中国冻土区天然气水合物成矿条件及找矿选区进行了深入讨论,并初步评价其资源潜力。根据形成天然气水合物的气源条件、温压条件,结合目前所发现的异常标志,认为中国冻土区具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景,羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区,其次是祁连山地区、风火山—乌丽地区和漠河盆地,接下来还有青藏高原的昆仑山垭口盆地、唐古拉山—土门地区、喀喇昆仑地区、西昆仑—可可西里盆地以及东北的根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和新疆北部的阿尔泰地区等。采用体积法和蒙特卡罗法初步估算出中国冻土区天然气水合物资源量约为38×1012m3,相当于380×108t油当量,与中国常规天然气资源量基本相当,显示出巨大的资源潜力。
祁连山冻土区天然气水合物DK-1、DK-2、DK-3、DK-4号钻孔揭示,该区天然气水合物及其异常主要产出于破碎岩层裂隙中和砂岩孔隙中,根据不同的赋存类型分别赋予具体地质含义,并运用体积法建立了2种产状天然气水合物资源量的计算方法。基于野外地质观测统计数据和室内分析测试结果,在钻探区约40×104m2的范围内,计算得到砂岩孔隙中的天然气水合物资源量约为6.24×104m3天然气,破碎岩层裂隙中的天然气水合物资源量约为88×104m3天然气,总的资源量约为94.2×104m3天然气。可以看出,钻探区中产于破碎岩层裂隙中的天然气水合物资源量是主体,这与钻探中肉眼观察的结果一致。