DEPOSITIONAL FEATURES ANG PALAEOENVIRONMENTAL RECORDS OF THE MUD DEPOSITS IN MIN-ZHE COASTAL MUD AREA,EAST CHINA SEA
-
摘要: 2007-2009年执行"我国近海海洋综合调查与评价"专项过程中,对东海闽浙沿岸泥质区进行了系统的底质调查,取得表层沉积物样品2 949个、柱状沉积物样品148个。基于上述样品的研究,得到以下认识:(1)以6.5 Φ粒径为界线详细划分出泥质区的分布范围,主要位于26°~29°N之间,水深90 m以浅的区域。(2)粒径趋势分析结果表明泥质区现代沉积物总体趋势是由东北向西南运移,但研究区的两侧又稍有不同,均表现出明显的向外偏转趋势;南部闽江河口外沉积物运移模式大致表现为由河口向周围呈散射状的输运趋势,最北影响可到27°N附近。(3)泥质区黏土矿物可明显划分为2个组合区,Ⅰ区覆盖了从长江口到南部闽江口外的大片海域,富集伊利石(平均含量为64%),沉积物主要来自于长江;Ⅱ区主要集中在闽江口附近的小区域,富集高岭石和绿泥石(两者平均含量之和为50%),推断其沉积物可能主要来自于闽江。(4)常量元素的R型因子分析表明闽浙沿岸泥质区沉积主要以陆源碎屑沉积为主,伴有少量生物沉积。(5)利用210Pb法测试了研究区百年来沉积速率,结果表明闽浙沿岸泥质区近百年来沉积速率介于0.79~3.34 cm/a之间,平均值为1.97 cm/a,属于东海次高沉积强度区,明显低于长江口泥质区沉积速率。(6)对闽浙沿岸泥质区南部的MZ01孔进行了综合分析,恢复了中全新世以来泥质区的古环境演变过程,识别出10次极值事件,可能主要由东亚冬季风的增强所引起,推测中全新世以来泥质区东亚冬季风演化过程大致可以分为4个阶段:8 400~6 300 aBP为季风较强且波动期、6 300~3 800 aBP为季风较弱且稳定期、3 800~1 400 aBP为季风高波动期、1 400 aBP以来为季风稳定增强期。Abstract: During the systemic investigation carried out in the Min-Zhe coastal mud area in 2007-2009 by the "Project on Coastal Investigation and Research", 2949 surface sediment samples and 148 gravity cores were collected. The following results have been achieved based on the detailed study of the samples:(1) As defined by the mean grain size finer than 6.5Φ, the Min-Zhe coastal mud area is distributed between 26°N and 29°N, with a water depth less than 90 m. (2) Gao-Collins grain size trend analysis was carried out to delineate the net sediment transport patterns of the mud area. It indicates that the sediments were mostly transported from northeast towards southwest. The sediments off the Minjiang River mouth were moved in a radiated pattern from the river mouth, upto the area around 27 N as the farthest. (3) The clay minerals in the Min-Zhe coastal mud area could be partitioned into two classes. RegionⅠdistributed from the Yangtze River estuary to the area off the Minjiang River is characterized by high content of illite (64% on average), indicating a provenance from the Yangtze River. Region Ⅱ, located in the Minjiang River estuary, is characterized by high content of kaolinite and chlorite (sum of the two averages 50%), suggesting the source of sediments possibly coming from the Minjiang River. (4) R-factor analysis of macroelements reveals that the mud area is dominated by terrigenous detrital materials instead of biological and marine chemistry materials. (5) The210Pb data from seven gravity cores demonstrates that the sedimentation rates change between 0.79 and 3.34 cm/a, with 1.97 cm/a on average. It is lower than the figure from the mud area around the Yangtze River estuary. (6) Based on the environmentally sensitive grain size, clay mineralogy, macroelement assemblages and AMS14C dating data of the Core MZ01 from the Min-Zhe coastal mud area, 10 extreme values corresponding to contemporaneous cooling events could be recognized since mid-Holocene, and the extreme values are likely to be caused by the enhancement of the East Asia winter monsoon. Furthermore, it is deduced that the East Asia winter monsoon could be divided into four stages, i.e., 8 300~6 300 aBP, strong and unstable; 6300~3800 aBP, strong but stable; 3 800~1 400 aBP, weak and unstable; and after 1 400 aBP, weak but stable.
-
Keywords:
- Min-Zhe coastal mud area /
- sedimentary features /
- paleoenvironment /
- East China Sea
-
全球约90%以上的天然气水合物（以下简称水合物）都赋存于海底浅层含泥质沉积物中[1]，由于储层渗透性差，曾一度被认为是不适宜开采的矿体。2017和2020年，我国在南海北部泥质粉砂型水合物储层中成功实施两轮试采，证明了泥质储层中的水合物也具备一定的技术可采性[2-3]。然而，平均约3×104 m3的日均产气量离工业气流标准还有很大差距，开采效率亟待提升[4-5]。因此，加强我国南海北部海域水合物增产研究非常必要。
水合物开采产能主要受到储层等地质因素的制约和开采井配置等工程因素的影响[6–11]。理论研究和实际试采结果均表明，与垂直井相比，水平井因有效扩大了分解面积而可获得更高产气速率[12–14]。但超长井段水平井在水合物储层中的应用仍受成本和技术难度的限制[14]。以多分支井为代表的复杂结构井被认为是实现水合物产能提升的关键[5,14-16] 。然而，降压开采过程中多分支井不同射孔井段的协同降压会干扰储层中的传热传质[17]。虽然目前已基本明确水平分支射孔程度对产能的影响规律[18]，但垂直主井同时射孔及其射孔程度对多分支井开采产能的影响仍不清楚。
此外，储层特性对海域水合物产气、产水能力制约明显[19]。现已初步探明储层孔隙度、渗透率等条件控制下的产能演化规律[20-22,12,23–25]，地层倾角作为水合物储层非均质性的重要构造特征之一[13]，已逐渐引起学者们的重视[24,26]。大量地震调查和实地钻探数据均显示海域水合物通常赋存于海底凹凸起伏的地层中[27-29]。相关研究表明，地层倾角使得水合物储层的初始温压场分布特征产生差异[27]，进而影响水合物开采过程中的流体运移和生产行为[24,30]，尤其是水在储层孔隙中的分布及流动性[31-32]。此外，倾斜水合物储层在开采过程中也更易发生变形，进而对开采井的稳定性和产能造成负面影响[30]。学者们认为，在日本倾斜水合物储层的生产过程中，位于储层构造高部位的流体因地层存在倾角发生了破坏性流动，进一步损坏了防砂装置，导致地层严重出砂，从实际证明了地层倾角的存在会对水合物开采行为造成显著影响[33]。我国南海北部神狐海域泥质水合物储层（如SH2、W11、W17和W19站位）主要分布于峡谷地区[34]。地层倾角也可能会对该区域泥质水合物储层的开采产能造成影响。然而，目前与此相关的研究开展较少，还未能清晰刻画南海北部具有倾角的泥质水合物储层的开采过程。多分支井降压开采条件下，倾斜泥质水合物储层的长期开采响应行为和产气产水规律仍不明确。
基于已形成的复杂水合物储层建模新技术和复杂结构井建模新方法[18, 26]，本研究以南海北部神狐海域X01站位水合物储层的地质参数和地形参数为依据，建立了代表实际情况的倾斜泥质水合物储层模型，通过TOUGH+HYDRATE水合物产能模拟软件进行数值模拟研究。首先，探讨垂直主井是否射孔及射孔程度对多分支井开采产能的影响和增产效果，确定垂直主井和水平分支的最佳打开长度比值，优选多分支井井型；然后，考虑储层倾角作用下重力分异对水合物开采的影响，揭示位于储层不同构造位置（即构造低部位、倾斜部位和构造高部位）的多分支井的降压开采响应规律，确定优势布井位置。上述研究可深化海域倾斜泥质水合物开采传热传质与产气规律认识，为后续试采和开采工程设计提供一定的理论基础和工程依据。
1. 数值模型
1.1 3D倾斜储层模型建立和网格划分
中新世以来，南海北部神狐海域进入构造沉降期，高沉积速率为水合物的赋存创造了良好的地质条件[35-36]。2015年，广州海洋地质调查局（GMGS）在神狐海域进行了GMGS3科考，获取了高质量的地球物理测井资料和水合物岩心样品[34]。调查结果显示，神狐海域海底温度大约为3～6 ℃，地热梯度为4.5～6.7 ℃/100 m。水合物层分布深度约150～400 m，厚度为10～80 m。平均水合物饱和度为20%～40%，最高达76%。神狐海域W17、W19等站位的水合物储层主要位于海底峡谷区的构造高部位或海脊边缘。其中，X01站位含水合物沉积物主要为黏土质粉砂或粉砂质黏土，水合物储层厚度为76 m，位于海脊顶部，见图1。根据多波束探测数据可知，X01站位西北区域地层倾角约为10°～15°。Wang等[37]对X01站位所在水合物层的空间分布研究结果认为，该区域的水合物储层近似平行于海底展布。
![]()
图 1 中国南海珠江口盆地和X01站位所在水合物储层的厚度示意图(A—B)，多分支井结构示意图(C)，基于实际地形参数和地质参数建立的倾斜3D储层模型及多分支井在储层不同构造部位的布设示意图(D)Figure 1. Map of Pearl River Mouth basin, South China Sea and thickness of gas hydrate-bearing sediments at site X01(A-B) ; the schematic diagram of a multilateral horizontal well configuration(C) and a inclined 3D hydrate-bearing reservoir model and schematic diagram of the layout of multilateral horizontal wells in different structural positions (D)本研究采用国际上最认可的TOUGH+HYDRATE水合物产能预测软件进行水合物开采产能模拟[38-39]。3D储层建模对网格数量和计算时间要求较高，基于前期确立的优势网格划分方案[18]，本研究采用并行版TOUGH+HYDRATE软件（pT+H）[40]，建立了与实际海底情况一致的倾角为10°～15°的3D水合物储层模型（1000 m(x)× 1000 m(y)× 312.5 m(z)），见图1D。考虑本研究主要探究实际水合物储层的倾角对开采产能的影响，建模时将水合物层设置为与海底地层平行分布且水合物饱和度一致。除地形参数外，3D倾斜储层的其他参数均参考X01站位的主要储层物性参数（表1）。此外，鉴于X01站位与神狐海域SH2站位的水合物储层物性相似，相对渗透率模型和孔隙水压力模型中经验参数的设定主要参考SH2站位水合物储层建模时选取的经验参数[41]。
参数 数值 参数 数值 储层基础参数 上覆盖层厚度/m 116.5 颗粒密度/(kg∙m−3) 2650 水合物储层厚度/m 76 地温梯度/(℃/100 m) 5.46 下伏地层厚度/m 120 热导率(湿)/(W∙m−1∙℃) 2.917 储层孔隙度/% 34.50 热导率(干)/(W∙m−1∙℃) 1.00 储层绝对渗透率/(10−3μ㎡) kx = ky = kz = 0.22 压缩系数/Pa−1 1.00×10−8 水合物饱和度/% 34.00 比热容/(J∙kg−1∙℃−1) 1000 X01站位处水深/m 1309.75 孔隙水盐度/‰ 3.05 相对渗透率模型(Relative permeability model) [39] KrA =（SA*）n KrG =（SG*）nG SA*=（SA−SirA）/（1−SirA） SG* =（SG −SirG）/（1−SirA） SirA 0.50 nG 3.00 SirG 0.05 n 5.00 孔隙水压力模型(Capillary pressure model) [42] Pcap = −P0[（S*）−1/λ−1]1−λ S* =（SA−SirA）/（SmxA−SirA） P0/Pa 105 SmxA 1.00 λ 0.15 SirA 0.50 根据以往经验，本研究在建模时，将上覆盖层和下伏地层厚度分别设定为 116.5 m和120 m，以满足热量和质量的交换[43-44]。多分支井的共面水平分支垂直于主井布设，位于垂直方向上的储层中部，套管射孔完井方式，各分支打开长度为20 m（图1C）。在x轴和y轴方向上，模型采用不等间距的划分方式。井眼附近传热传质比较剧烈，故在区域离散过程中，对井周网格进行了较为精细的划分：网格尺寸以0.1 m为主。其他储层的网格尺寸随着与开采井距离的增大而增大。在z轴方向上，水合物储层的网格尺寸设定为1.0 m；上覆盖层和下伏地层的网格划分主要遵循Moridis和Reagan[45]提及的划分规律，即储层的网格尺寸随着与储层距离的增大而规律性增大。储层上、下边界处的网格在z方向的厚度均为0.001 m。
1.2 初始和边界条件
X01站位水合物储层的初始孔隙压力随地层深度的增加而增大。在5.46 ℃/100 m的地温梯度下[34]，储层初始温度从顶边界到底边界呈线性升高。海水密度平均为1023 kg/m3。3D储层模型的外围边界为绝热无渗流边界，上下边界均为恒温、恒压边界[46]。本研究涉及的水合物储层初始化细节参考前人研究[37,47-48]。完成模型初始化后，水合物储层底部温度为15.35 ℃；因地层倾角的原因，水合物层底部压力分布不一，最低压力为15.96 MPa（图1D为初始化后地层温度分布情况）。根据水合物的压力-温度平衡曲线认为水合物可稳定存在。
根据Moridis等[45]学者的早期研究，可将开采井单元作为一种“伪多孔介质”，并假定井内流动满足达西定律。该“伪多孔介质”的孔隙度值为1，渗透率设定为kr = kz = 5.0×10−9 m2，且毛细压力设定为Pc = 0。在模拟时认为开采井眼稳定、防砂可靠、出水已妥善处理。
1.3 井型结构与布设位置设计
先前研究证实，与一分支井、二分支井和三分支井相比，四分支井对泥质水合物储层的开采能力相对最高[18]。因此，本研究采用的多分支井为四分支井。如图2所示，为了探讨多分支井垂直主井是否射孔及打开长度对开采产能的影响和增产效果，共设计5个案例。Case 1-1代表多分支井的垂直主井不射孔，Case 1-2— Case 1-5的多分支井的垂直主井打开长度分别为5、10、20 和28 m，即射孔垂直主井长度与分支长度比值（Lv/Lh）分别为0.25、0.5、1和1.4。模拟时，5个案例的多分支井均布设于图1D中的较水平储层，以最大程度控制变量，减少构造条件对井型优选的影响。根据海域实际开采现场试验结果[44]，设定多分支井采用4.5 MPa进行恒压开采。
![]()
图 2 具有不同射孔垂直主井的多分支井结构示意图Figure 2. Schematic of multilateral horizontal well configuration with different perforated vertical main wells确定最佳Lv/Lh后，将优选的多分支井部署在储层的不同结构位置进行降压开采，即将多分支井布设于储层的构造低部位（Case 2-1）、构造倾斜部位（Case 2-2）和构造高部位（Case 2-3）（图1D）。在考虑重力分异对水合物开采的影响下，对比开采产能差异，揭示倾斜水合物储层多分支井降压开采的响应特性和储层渗流规律，确定优势多分支井布设位置。
2. 模拟结果与分析
本文以产气速率、产水速率、气水产出比（即累计气体开采量与累计产水量的比值，水合物开采经济性评价相对指标）、储层水合物分解累计产气量和储层内剩余游离气量来综合对比不同开采方案下的产气产水规律及水合物储层响应特征。
2.1 垂直主井射孔程度对开采产能的影响
图3描述了垂直主井不射孔的多分支井（Case 1-1）和垂直主井射孔的多分支井（Case 1-2 — Case 1-5）降压开采条件下，储层产气量及井中产气速率、产水速率和气水产出比。
![]()
图 3 多分支井开采时，产气和产水的情况A. 储层水合物分解累计产气量和储层内剩余游离气量，B. 井中产气速率和产水速率，C. 井中气水产出比，D. 第720天，井中气水产出比。Figure 3. Gas and water production performance when hydrate-bearing reservoirs are produced by multilateral horizontal wellsA. Cumulative gas production volume from hydrate deposits and amount of free gas remaining in the reservoirs, B. gas production rate and water production rate in the production well, C. gas-to-water ratio in the production well, D. gas-to-water ratio in the production well at t = 720 days.从图3A中可以看出，无论采用何种多分支井开采泥质水合物储层，水合物分解累计产气量随着开采的进行而逐渐增大，但储层经过长期开采后，水合物分解累计产气量的增加幅度逐渐降低。这主要是由于：①随着水合物分解和吸热反应的发生，水平分支周围储层的温度明显降低，在一定程度上抑制了水合物的分解；②随着压降的传递和开采的进行，水合物分解前缘逐渐远离开采井，但储层渗透率极低，水合物分解范围主要集中于井周（图4A）。因此，水合物分解累计产气量的增幅逐渐减弱。从图3A还可发现，无论采用何种多分支井开采泥质水合物储层，储层内剩余游离气量随着开采的进行逐渐增多。但当开采时间超过约2 880 d时，储层的游离气量逐渐降低。此现象表明，多分支井的长期气体产出能力比短期气体产出能力更强。这可能是由于在开采后期，分支井周围储层的渗流能力因水合物分解而得到了提升，进而促进储层内游离气体的产出。如图4B所示，随着开采的进行，垂直主井井周和水平分支下部储层的游离气量逐渐增大，促进更多分解气从多分支井中产出。
![]()
图 4 降压开采第1、5和10年，Case 1-5案例储层中水合物饱和度（A）和气体饱和度（B）的分布图为了更好地呈现结果，主要呈现多分支井附近的物理场图，下同。Figure 4. Spatial distributions of hydrate saturation (A) and gas saturation (B) at t = 1 year, t = 5 year and t = 10 year in Case 1-5for clearly presenting situations, only the spatial distributions around the multilateral horizontal well are shown, same as below .相比而言，当采用多分支井降压开采泥质水合物储层时，随着多分支井垂直主井打开长度的增加，储层水合物分解累计产气量和储层内剩余游离气量均增加。但对于X01站位这样具有极低绝对渗透率的海域泥质水合物储层而言，开采潜能并不十分理想，若要实施开采作用，还须结合其他辅助增产措施。本研究主要考虑多分支井垂直主井射孔程度和储层构造条件对多分支井开采产能的影响，暂不考虑将多分支井布设在低渗海域泥质水合物储层中的产量是否达到商业开采目的。
不同案例的井中产气产水规律随开采时间的变化较为规则，不同案例间的产能差异变化较小。从图3B中可以看出，由于地层渗透率极低，储层的降压产气效果较弱，即使是开采早期，多分支井的产气速率也比较低，主要为70～100 ST·m3/d。在130 d的模拟周期内，产气速率降低较快。而后，随着降压开采的进行，产气速率逐渐缓慢降低。与产气速率演变规律相反，不同案例的产水速率随着长期开采的进行而逐渐增加。但无论采用何种多分支井进行降压开采，产水速率的增幅并不十分明显，产水速率基本为3.5～4.5 ST·m3/d。图3C呈现了10 年开采时间内多分支井的气水产出比。从图中可以看出，开采早期气水产出比较高，尤其是130 d内的气水产出比（＞20），但随着开采的进行，5个案例的气水产出比均呈现下降的趋势。
与Case 1-2—Case 1-5的产气产水结果相比，Case 1-1井中产气速率、产水速率和气水产出比均最低。随着垂直主井打开长度的增加，井中产气速率和产水速率相应增大。虽然水平分支下部储层的温压分布和水合物分解情况基本不受垂直主井射孔程度的影响（图5A—C），但相同开采时间内，垂直主井井周储层的压降范围和水合物分解范围随着垂直主井打开长度的增加而增大。因此，气、水产出速率随着垂直主井打开长度的增加相应增大（图3B）。但当垂直主井打开长度增大到一定程度后，增强射孔程度带来的产气增幅不如产水增幅明显，导致气水产出比反而随着垂直主井打开长度的增加而降低（图3C）。这可能是由于垂直主井射孔程度增强后，垂直主井与上覆盖层的距离更近，上覆地层中的水在开采过程中更易流入开采井（图5D），水流的增多导致垂直主井产气速率的增幅随其打开长度的增加而降低。
![]()
图 5 开采10 年后，Case 1-2，Case 1-4和Case 1-5储层中压力（A）、温度（B）、水合物饱和度（C）和液体饱和度分布图（D）Figure 5. Spatial distributions of the pressure (A), temperature (B), hydrate saturation (C), and water saturation (D) at t = 10 year in Cases 1-2, 1-4 and 1-5通过进一步对比相同开采时间（以开采第720天为例，图3D）内垂直主井射孔程度不同的多分支井的气水产出比可发现，当Lv/Lh＜0.5时，气水产出比随Lv/Lh的增大而增大；当0.5＜Lv/Lh＜1.0时，Lv/Lh对气水产出比影响不明显，气水产出比值均较高，当Lv/Lh = 0.75时，值最大；当Lv/Lh＞1.0时，随Lv/Lh的增大，气水产出比反而降低。因此，开采低渗泥质水合物储层时，Lv/Lh比值为0.5～1.0时，最利于提高多分支井的气水产出。
2.2 布设于不同构造位置的多分支井的产能差异
如上所述，随着垂直主井打开长度的增加，多分支井的产气速率逐渐增大。但当Lv/Lh为0.75时，多分支井的气水产出比最高。因此在本小节研究中，以垂直主井打开长度为15 m、水平分支打开长度为20 m的多分支井为例，对比布设于不同构造位置的多分支井的产能差异。
图6呈现了上述多分支井布设在泥质水合物储层不同构造部位时的产气产水情况。从图中可见，经过相同开采时间，不同案例中开采井的产气速率、产水速率和气水产出比随开采时间的变化较为规则。相比而言，Case 2-1和Case 2-2中的产气速率和产水速率均明显高于Case 2-3中的产气速率和产水速率。其主要原因是，在Case 2-3中水合物储层的埋藏深度较浅，水合物储层的初始温度和压力相对较低。在相同的开采条件下，Case 2-3中的水合物受到更弱的压降作用而发生分解反应，水合物分解范围更小（图7）。此外，虽然在开采过程中Case 2-2储层的压降比Case 2-3储层的压降更明显，但经过相同开采时间，布设于储层构造高部位的多分支井的井周储层温压明显更低（图7），在一定程度上抑制了水合物的进一步分解，故Case 2-3在开采时呈现出相对较低的气、水产出速率。在Case 2-1和Case 2-2两个案例中，尽管Case 2-2的储层初始温压较Case 2-1的储层初始温压条件低，但在开采过程中流体流动随时都受到重力分异作用的影响，导致Case 2-1和Case 2-2中的产气速率和产水速率相差不显著（图6）。
![]()
图 6 多分支井布设在不同构造位置的产气产水情况Figure 6. Gas and water production performance of multilateral horizontal wells deployed in different structural positions![]()
图 7 开采5 年后，Case 2-2和Case 2-3的储层物理场分布图Figure 7. Spatial distribution of physical properties in Cases 2-2 and 2-3 at t = 5 year虽然多分支井布设于储层倾斜处和构造低部位时的产气、产水效果基本一致，但多分支井位于泥质水合物储层不同构造位置时，气水产出比存在差异。相比而言，多分支井布设于泥质水合物储层的构造高部位（Case 2-3）时，气水产出比最大（图6）。随着多分支井布设储层埋深的增加，气水产出比值逐渐降低。对比Case 2-1和Case 2-2的气水产出比可发现：①对于短期开采而言，将多分支井布设于储层倾斜处（Case 2-2），气水产出比较高；②对于长期开采而言，Case 2-1和Case 2-2的气水产出比逐渐趋于一致。水平井开采倾斜泥质水合物储层的研究指出，水合物分解易引起开采井发生变形、井周沉积物发生位移，进而影响开采安全和采收率[30]。采用多分支井长期开采具有倾角的泥质水合物储层时，采气安全也极可能受到倾角的影响。相比于倾斜地层，水平地层对实际水合物开采过程中井壁稳定性和储层稳定更有利，而产出水也可以依赖设备进行适当处理，故认为将多分支井部署在位于构造低部位的较水平泥质水合物储层可能更利于提高采收率。值得注意的是，对于渗透率极低的泥质水合物储层而言，仅采用降压法进行开采，多分支井的产气产水情况仍不理想，导致地层倾角对多分支井降压开采造成的产能差异的影响有限。若在海域低渗泥质储层中开展实际开采，势必会结合其他辅助增产措施，如储层改造技术。在联合开采技术的应用下，储层倾角的存在对开采产能造成的影响会更明显，尤其对于渗透率较大的泥质水合物储层，更应将多分支井部署在位于构造低部位的水平水合物储层中。此外，本研究仅考虑了多分支井射孔程度和布设位置对倾斜泥质水合物储层开采产能的影响，对于储层变形和非均质性对开采产能的影响在后续的研究中需进一步量化考虑。
3. 结论
（1）相比于仅水平分支射孔的多分支井，水平分支和垂直主井同时射孔的多分支井更利于水合物分解产气。但垂直主井的打开长度不宜过长，垂直主井与水平分支打开长度比值介于0.5～1.0时，最利于提高多分支井的气水产出比。
（2）海域泥质水合物储层的地层倾角影响多分支井的开采产能。将多分支井布设在储层构造低部位的水平位置更利于水合物的长期开采。但对于X01站位此类具有极低绝对渗透率的泥质水合物储层而言，开采潜能并不十分理想；若要实施开采作用，在将多分支井布设在优势构造储层进行开采的基础上，还须结合其他辅助增产措施，如井网开采模式和储层改造技术。
-
[1] 秦蕴珊,赵一阳,陈丽蓉,等.东海地质[M].北京,科学出版社,1987.[QIN Yunshan, ZHAO Yiyang, CHEN Lirong, et a1.Geology of the East China Sea[M].Beijing:Science Press, 1987.] [2] 金翔龙. 东海海洋地质[M]. 北京,海洋出版社, 1992.[JIN Xianglong. Marine Geology of the East China Sea[M].Beijing:China Ocean Press, 1992.] [3] Milliman J D and Syvitski J P M. Geomorphic/tectonic control of sediment discharge to the ocean:The importance of small mountainous rivers[J]. Journal of Geology, 1992, 100:525-544.
[4] 秦蕴珊,郑铁民.东海大陆架沉积物分布特征的初步探讨[M]//.中国科学院海洋研究所海洋地质研究室编. 黄、东海地质. 北京:科学出版社, 1982:39-51.[QIN Yunshan, ZHENG Tiemin. Preliminary study on sediments distribution in the continental shelf of the East China Sea[M]//Division of Marine Geology of Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences. Geology of the Yellow Sea and the East China Sea. Beijing:Science Press, 1982:39 -51.]
[5] Alexander C R, DeMaster D J and Nittrouer C A. Sediment accumulation in a modern epicontinental-shelf setting:The Yellow Sea. Marine Geology, 1991, 98(1):51-72.
[6] 刘锡清. 中国边缘海的沉积物分区[J]. 海洋地质与第四纪地质, 199616(3):1-11.[LIU Xiqing. Sedimentary division in marginal seas of China[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 1996 , 16(3):1-11.]
[7] 李广雪, 杨子赓,刘勇. 中国东部海域海底沉积环境成因研究[M]. 北京:科学出版社,2005.[LI Guangxue, YANG Zigeng, LIU Yong. Origins of Seafloor Sedimentary Environments in Eastern China Sea Regions[M]. Beijing:Science Press, 2005.] [8] Nittrouer C A, DeMaster D J, McKee B A. Fine-scale stratigraphy in proximal and distal deposits of sediment dispersal systems in the East China Sea. Marine Geology, 1984, 61(1):13-24.
[9] Shepard F P.Distribution of sediments of East Asiatic continental shelf[J]. Allan Hancok Found Occ Paper, 1949, (9):51-58.
[10] Niino H,Emery K O.Sediments of shallow portions of the East China Sea and South China Sea[J]. Geol Soc American Bull, 1961, 72:731-762.
[11] 秦蕴珊. 中国陆架海的地形及沉积类型的初步研究[J].海洋与湖沼,1963,5(1):71-86. [QIN Yunshan. Primary study on the topography and the sedimentation type in continental shelf sea of China[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 1963, 5(1):71-86.]
[12] 郭志刚,杨作升,范德江.东海陆架北部表层细粒级沉积物的级配及意义[J].青岛海洋大学学报,2002,32(5):741-747. [GUO Zhigang, YANG Zuosheng, FAN Dejiang. Distributions and significance of the fine-grained surface sediments on the northern East China Sea shelf[J]. Journal of Ocean University of Qingdao, 2002, 32(5):741-747.]
[13] Liu J P, Xu K H, Li A C, et al. Flux and fate of Yangtze River sediment delivered to the East China Sea[J]. Geomorphology, 2007, 85:208-224.
[14] 成都地质学院陕北队.沉积岩(物)粒度分析及其应用[M].北京,地质出版社,1978.[Shanbei group, Geology College of Chengdu. Grain size analysis of sediment and their application[M]. Beijing:Geological Publication House, 1978.] [15] 刘升发,刘焱光,朱爱美,等.东海内陆架表层沉积物粒度及其净输运模式[J].海洋地质与第四纪地质,2009a,29(1):1-6. [LIU Shengfa, LIU Yanguang, ZHU Aimei, et al. Grain size trends and net transport patterns of surface sediments in the East China Sea inner continental shelf[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2009a, 29(1):1-6.]
[16] 王可,郑洪波,Maarten P,等.东海内陆架泥质沉积反映的古环境演化[J].海洋地质与第四纪地质,2008,28(4):1-10. [WANG Ke, ZHENG Hongbo, Maarten P, et al. High-resolution paleoenvironmental record of the mud sediments of the East China Sea inner shelf[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2008, 28(4):1-10.]
[17] Liu S F, Shi X F, Liu Y G, et al. Records of the East Asian winter monsoon from the mud area on the inner shelf of the East China Sea since the mid-Holocene[J]. Chinese Science Bulletin, 2010, 55(21):2306-2314.
[18] Gao S, Collins M.The use of grain size trends in marine sediment dynamics:a review[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2001, 19(3):265-271.
[19] Gao S, Collins M.Analysis of Grain Size trends, for defining sediment transport pathways in marine environments[J]. Journal of Coastal Research, 1994, 10(1):70-78.
[20] Gao S, Collins M, Lanckneus J, et al.Grain size trends associated with net sediment transport patterns:an example from the Belgian continental shelf[J]. Marine Geology, 1994, 171-185.
[21] Pedreros R, Howa H L, Michel D. Application of grain size trend analysis for the determination of sediment transport pathways in intertidal areas[J]. Marine Geology, 1996, 135:35-49.
[22] 程鹏,高抒.北黄海西部海底沉积物的粒度特征和净输运趋势[J].海洋与湖沼,2000,31(6):604-615. [CHENG Peng, GAO Shu. Net sediment transport patterns over the northwestern Yellow Sea, based upon grain size trend analysis[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2000, 31(6):604-615.]
[23] 石学法,陈春峰,刘焱光,等.南黄海中部沉积物粒径趋势分析及搬运作用[J].科学通报,2002,47(6):452-456. [SHI Xuefa, CHEN Chunfeng, LIU Yanguang, et al.Trend analysis of sediment grain size and sedimentary process in the central south Yellow Sea[J]. Chinese Science Bulletin, 2002, 47(6):452-456.]
[24] 王国庆,石学法,刘焱光,等.粒径趋势分析对长江南支口外沉积物输运的指示意义[J].海洋学报,2007,29(6):161-166. [WANG Guoqing, SHI Xuefa, LIU Yanguang, et al. Grain-size trend analysis on the south branch of the Changjiang estuary in China and its implication to sediment transportation[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2007, 29(6):161-166.]
[25] 汪亚平,高抒,贾建军.胶州湾及临近海域沉积物分布特征和运移趋势[J].地理学报,2000,55(4):449-458. [WANG Yaping, GAO Shu, JIA Jianjun. Sediment distribution and transport patterns in Jiaozhou Bay and adjoining areas[J]. Acta Geographica Sinica, 2000, 55(4):449-458.]
[26] 鲍献文,林霄沛,吴德星,等.东海陆架环流季节变化的模拟与分析[J].中国海洋大学学报,2005,35(3):349-356. [BAO Xianwen, LIN Xiaopei, WU Dexing, et al. Simulation and analysis of shelf circulation and its seasonal variability in the East China Sea[J]. Periodical of Ocean University of China, 2005, 35(3):349-356.]
[27] 龙海燕,庄振业,刘升发,等.扬子浅滩沙波底形活动性评估[J].海洋地质与第四纪地质,2007,27(6):17-24. [LONG Haiyan, ZHUANG Zhenye, LIU Shengfa, et al. Activity magnitude of the small-medium subaqueous dunes in the Yangtze shoal[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2007, 27(6):17-24.]
[28] Liu J P, Li A C, Xu K H, et al.Sedimentary features of the Yangtze River-derived along-shelf clinoform deposit in the East China Sea[J]. Continental Shelf Research, 2006, 26:2141-2156.
[29] 金元欢.我国入海河口的基本特点[J].东海海洋,1988,6(3):1-11. [JIN Yuanhuan. The characteristics of estuaries in China[J]. Dong-hai Marine Science, 1988, 6(3):1-11.]
[30] 曾允季,夏文杰.沉积岩石学[M].北京,地质出版社,1986.[ZENG Yunji, XIA Wenjie. Sedimentary Petrology[M]. Beijing:Geological Publication House, 1986.] [31] 程捷,唐德翔,张绪教,等.黏土矿物在黄河源区古气候研究中的应用[J].现代地质,2003,17(1):47-50. [CHENG Jie, TANG Dexiang, ZHANG Xujiao, et al. Research on the Holocene climate in the source area of the Yellow river by clay minerals[J]. Geoscience, 2003, 17(1):47-50.]
[32] 范德江,杨作升,毛登,等.长江与黄河沉积物中黏土矿物及地化成分的组成[J].海洋地质与第四纪地质, 2001, 21(4):7-12. [FAN Dejiang, YANG Zuosheng, MAO Deng, et al. Clay minerals and geochemistry of the sediments form the Yangtze and Yellow Rivers[J].Marine Geology & Quaternary Geology, 2001, 21(4):7-12.]
[33] Xu K H, Milliman J D, Li A C, et al.Yangtze-and Taiwan-derived sediments on the inner shelf of East China Sea[J]. Continental Shelf Research, 2009, 29(18):2240-2256.
[34] 陈弘,刘坚,王宏斌.琼东南海域表层沉积物常量元素地球化学及其地质意义[J].海洋地质与第四纪地质,2007,6(27):39-45. [CHEN Hong, LIU Jian, WANG Hongbin. Geochemical characteristics and geological significance of major elements in surface sediments in Qiongdaongnan areas[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2007, 6(27):39-45.]
[35] 刘广虎,李军,陈道华,等.台西南海域表层沉积物元素地球化学特征及其物源指示意义[J].海洋地质与第四纪地质,2006,5(26):61-68. [LIU Guanghu, LI Jun, CHEN Daohua, et al. Geochemistry of surface sediments in the Taixinan(southwestern Taiwan) Sea area in the northeastern South China Sea[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2006, 5(26):61-68.]
[36] 刘升发,石学法,刘焱光,等.东海内陆架泥质区表层沉积物常量元素地球化学及其地质意义[J].海洋科学进展,2010,28(1):80-86. [LIU Shengfa, SHI Xuefa, LIU Yanguang, et al. Geochemical characteristics and geological significance of major elements in the surface sediments from the inner shelf mud area of the East China Sea[J]. Advances in Marine Science, 2010, 28(1):80-66.]
[37] 赵一阳,鄢明才.中国浅海沉积物地球化学[M].北京:科学出版社,1994.[ZHAO Yiyang, YAN Mingcai. Geochemistry of sediments of the China shelf sea[M].Beijing:Science Press, 1994.] [38] 庄振业,叶银灿,刘杜鹃,等.东海全新世沉积强度分区[J].青岛海洋大学学报,2002,32(6):941-948. [ZHUANG Zheye, YE Yincan, LIU Dujuan, et al. Holocene depositional strength zoning in the East China Sea[J]. Journal of Ocean University of Qingdao, 2002, 32(6):941-948.]
[39] 刘升发,石学法,刘焱光,等.东海内陆架泥质区沉积速率[J].海洋地质与第四纪地质,2009b,29(6):1-7. [LIU Shengfa, SHI Xuefa, LIU Yanguang, et al. Sedimentation rate of mud area in the East China Sea inner continental shelf[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2009b, 29(6):1-7.]
[40] 肖尚斌,李安春,陈木宏,等. 近8ka东亚冬季风变化的东海内陆架泥质沉积记录[J]. 地球科学-中国地质大学学报, 2005,30:573-581.[XIAO Shangbin, LI Anchun, CHEN Muhong, et al. Recent 8 ka mud records of the East Asian Winter Monsoon from the inner shelf of the East China Sea[J]. Earth Science-Journal of China University of Geosciences, 2005, 30:573-581.]
[41] Xiao S B, Li A C, Liu J P, et al. Coherence between solar activity and the East China Asian winter monsoon variability in the past 8000 years from Yangtze River-derived mud in the East China Sea[J]. Palaeogeogr, Palaeoclimatol, Palaeoecol, 2006, 237:293-304.
[42] 张晓东,许淑梅,翟世奎,等. 东海内陆架沉积气候信息的端元分析模型反演[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2006, 26:25-32.[ZHANG Xiaodong, XU Shumei ZHAI Shikui, et al. The Inversion of Climate Information from the Sediment of Inner Shelf of East China Sea using End-Member Model[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2006 , 26:25-32.]
[43] 刘升发,石学法,刘焱光,等. 近2ka以来东海内陆架泥质区高分辨率的生物硅记录及其古生产力意义[J].沉积学报,2010b,刊印中.[LIU Shengfa, SHI Xuefa, LIU Yanguang, et al. High-resolution record of biogenic silica and its paleoproductivity implication in mud area, East China Sea inner shelf over the last 2000 years BP[J]. Acta Sedimentologica Scinica, 2010b, in press.] [44] 郭志刚,杨作升,张东奇,等.冬、夏季东海北部悬浮体分布及海流对悬浮体输运的阻隔作用[J].海洋学报,2002,24(5):71-80. [GUO Zhigang, YANG Zuosheng, ZHANG Dongqi, et al. Seasonal distribution of suspended matter in the northern East China Sea and barrier effect of current circulation on its transport (in Chinese). Acta Oceanologica Sinica, 2002, 24(5):71-80.]
[45] 杨作升, 郭志刚, 王兆祥, 等. 黄东海陆架悬浮体及其向东部深海区输送的宏观格局[J]. 海洋学报,1992,14:81-90.[YANG Zuosheng, GUO Zhiang, WANG Zhaoxiang, et al. Suspended sediments on the Yellow and East China Sea shelf and macro-pattern of their being transported to the eastern deeper sea[J]. Acta Oceanologica Sinica, 1992 , 14:81-90.]
[46] 孙效功,方明,黄伟. 黄东海陆架区悬浮体输运的时空变化规律[J]. 海洋与湖沼, 2000, 31:581-587.[SUN Xiaogong, FANG Ming, HUANG Wei. Spatial and temporal variations in suspended particulate matter transport on the Yellow and East China Sea shelf[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2000 , 31:581-587.]
[47] 施雅风,孔昭宸,王苏民,等. 中国全新世大暖期的气候波动与重要事件[J]. 中国科学(B辑), 1992, 22(12):1300-1308.[Shi Y F, Kong Z C, Wang S M., et al. The climate fluctuation and important events during the Holocene Megathermal in China[J]. Science in China (Series B), 1994, 37:353-365.] [48] Stuiver M, Grootes P M, Braziunas T F. The GISP2 δ18O climate record of the past 16500 years and the role of the sun, ocean and volcanoes[J]. Quat Res, 1995, 44:341-354.
下载:
计量
- 文章访问数: 1934
- HTML全文浏览量: 267
- PDF下载量: 30
