彭诚：青藏高原冻土区地球物理测井对天然气水合物赋存的揭示学术资讯

近十余年来，我国对青藏高原和大兴安岭冻土区开展了一系列陆域天然气水合物的调查工作，并在青藏高原北部祁连山区木里地区钻获了天然气水合物样品。目前，青藏高原冻土区仍是全球唯一发现天然气水合物的中低纬度高山冻土区。长期以来，国内针对木里地区天然气水合物分布及其影响因素的研究主要依赖于岩心描述与录井资料，记录原位地层信息的地球物理测井资料未被充分利用，原位地层水合物饱和度等关键参数不清楚。相比于海域、国外高纬度冻土区，木里地区水合物储层测井评价的难度更大，主要体现在：1）地层岩性致密、物性差，储集空间复杂；2）测井系列以小井眼为主，采集的测井参数少；3）研究积累少，以往的水合物测井评价模型研究主要集中在未固结沉积物。缺乏有效的评价模型是制约我国陆域水合物储层地球物理测井资料处理解释的最大瓶颈。

针对上述科学问题，我校地球物理与信息技术学院师资博士后彭诚及合作者，在邹长春教授的指导下，围绕木里地区水合物储层开展深入的测井研究。研究取得的创新性成果和认识如下：

1、我国陆域水合物储层的储集空间低，岩石电阻率对储集空间中水合物饱和度的敏感性显著高于声波速度。对于这类水合物储层，提出以电阻率测井为主、声波速度测井为辅开展测井评价研究。这与传统声电并重的水合物储层（储集空间大）测井评价理念不同。

2、借鉴前人研究成果，基于我国陆域含水合物岩石导电机理，建立了适用于低储集空间岩石的水合物测井评价模型。该模型考虑了水合物饱和度、孔隙度、粘土含量、裂隙等因素。模型识别结果在钻遇水合物层段得到验证（图1）。

3、木里研究区的水合物主要分布于研究区西部的断层附近（图2）。研究区东部岩性以砂岩为主，未发现水合物。由于研究区冻土的形成时间滞后于烃类气体生成与迁移的时间，烃类气体需要先保存在地层中，待水合物稳定带形成后合成水合物。因此，推测木里地区水合物的分布受到了断层、岩性和水合物稳定带的综合影响。

该研究不仅有助于了解青藏高原木里地区天然气水合物的分布和成藏机制，也为我国陆域天然气水合物的勘探开发提供了理论依据和技术支撑。

图1 木里地区DK-1井天然气水合物测井评价结果。

DL：钻井识别结果（红色：钻获水合物样品；粉色：见水合物异常现象）。LL：测井识别结果（红色：含水合物层）。

图2 木里天然气水合物钻探区第12探勘线钻孔测井评价结果。

上述研究成果发表在地球科学国际权威刊物《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上：Peng C., Zou C.C.*, Lu Z.Q., Yu C.Q., Liu A.Q., Tang Y.Y., Hu X.D., Zhang S.X., Wen H.J., Li Y.H., Wang W.C., 2019. Evidence of Pore‐ and Fracture‐Filling Gas Hydrates from Geophysical Logs in Consolidated Rocks of the Muli Area, Qinghai–Tibetan Plateau Permafrost, China. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124: 6297-6314. [IF2018=3.585]

全文链接：https://doi.org/10.1029/2018JB016041