- 146 -

http://www.j-es.org

Scientific Journal of Earth Science September 2014, Volume 4, Issue 3, PP.146-155

Analysis on The Quality of Seafloor

Hydrate-bearing Sediments and Discussions on

the Risk Factors during Exploitation Jinan Guan

CAS Key Laboratory of Renewable Energy, Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academic of Sciences,

Guangzhou 510640, China

Email: guanja@ms.giec.ac.cn

Abstract

Owing to the wide distribution and huge resource potential the submarine gas hydrate reservoirs have been deemed to be a kind of

hopeful clean energy in the future. At present how to develop and exploit this sort of unconventional oil and gas reservoir is the

hot issues for government agencies, industry and relevant research institutions all over the world. However, the utility of such

undersea hydrate resources is so danger that it shall be analyzed carefully first. Gas hydrate is an unstable substance. When around

thermodynamic environment changes in the seafloor sediments gas hydrate will dissociate easily and then lead to a series of

related seabed geological disasters. Thus it must clarify the occurrences and aggregations of submarine hydrate-bearing sediments

primarily. Based on the above analysis three types of marine geological hazards which incline to happen because of the hydrates

decomposition during the exploitation on undersea hydrate-bearing sediments have been pointed out: submarine landslides, the

damage on drilling facilities, and the change of ambient circumstances. Finally, the risk types influencing the exploitation of

seafloor hydrate reservoirs, such as thermodynamic environments, regional tectonics, gathered occurrences and recovery

technologies etc., have been discussed. Nine key risk factors during the flow of the exploitation have also been put forward. All

these provide a reference for future industrial production.

Keywords: Gas Hydrate; Hydrate-bearing Sediments; Exploitation; Seafloor Geological Hazard; Risk Factor

海底天然气水合物储层性质及其开发的风险因

素探讨* 关进安

中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广东 广州 510640

摘 要：海底天然气水合物储层由于分布很广且资源潜力巨大而被视为未来高清洁能源，开发利用这种非常规油气藏是

当前各国政府机构、工业界和科研机构的热点问题，然而，开发这种海底水合物资源也存在着巨大的风险，必须仔细分

析。由于海底水合物的不稳定特性，当周围热力学环境改变时水合物分解会导致一系列相关的海底地质灾害问题，这样

必须首先明确海底水合物储层的产状和聚集状态，接着在此分析基础之上阐述了开采海底水合物易导致的三个灾害类型：

水合物分解与海底滑坡、水合物分解对钻井设施的破坏及水合物分解导致的周围环境改变等，最后对影响水合物储层开

发的风险类型如热力学环境、区域地质构造、聚集产状和技术风险等进行了简要探讨，并提出了相应的 9 个关键影响参

数，为未来工业化生产提供了参考。

关键词：天然气水合物；含水合物沉积层；开发；海底地质灾害；风险因素

*基金项目: 受国家自然科学基金(41374149, 51106163)、国家海洋地质专项项目(GHZ2012006003)和中国科学院重点部署项目

(KGZD-EW-301)联合资助

- 147 -

http://www.j-es.org

引言

天然气水合物（Gas Hydrate, GH）是一种主要由中间包含有小气体分子的多面体水分子笼腔组成的固态

透明晶体，它由气体和水（H2O）在一定环境下形成，其中气体分子被水笼子包络，其物质成分可以表示为

G·nH2O ，由于自然界中甲烷（CH4）形成的水合物占绝大多数，故一般也称为甲烷水合物（以下统称 GH），

又由于其形态似冰且可以燃烧，因此又被称为“可燃冰”[1,2]。常见的气体水合物分子结构主要有 sI 型、sII 型

和 sH 型三种，随着 X 射线和核磁共振技术的应用，还发现了其它多种不同类型水合物分子结构[3,4]。

GH 是一种不稳定且高能量密度的新能源物质，其通常在低温（275-285K）和高压（2.5-11MPa）的条件

下形成，1 体积的 GH 可以释放约 160 个体积的气体，且其在自然界中的资源分布极广（图 1），甚至外太空[5,6]，由于这种特性，GH 的相关研究目前已成为地学和能源领域的热点问题。通过各种方法对其所蕴含的气

体巨大资源量的乐观估计，GH 已经被视为未来一种很可观的新能源资源，如 Klauda and Sandler 从热力学角

度，综合多孔介质沉积层里毛孔直径等地层因素预测约 1.2×1017

m3 甲烷以水合物形式存在海洋里，还有大约

1015

mol 的甲烷以游离或溶解的形式存在于各处沉积层中[7]。尽管如此，必须注意的是并非所有的水合物储

层都具备经济开采价值，关于水合物储藏的金字塔类型分析（图 1）表明只有那些集中的高流体通量的渗漏

型水合物才是水合物开采的最佳储层，而一般分散且低流体通量的扩散型水合物储藏基本没有开采价值[8-11]。

图 1 水合物在全球的资源量及其可利用价值.上图为水合物在全球的分布地点推测,下图为水合物储藏开发的金字塔型分类

[11-13].

我国南海海域、东海海域、青藏高原及西北等地带的部分区域内均具备形成天然气水合物的温度、压力

及气源条件，2007 年 4 月-6 月中国地调局在南海北部陆坡神狐海域实地钻探取样，在 SH2、SH3 及 SH7 三

个站位采集到最高饱和度达 48%的水合物岩心，这表明在该地区存在着大丰度的水合物储层，初步的估计有

600-700 亿吨 GH 资源[14,15]，可以作为国内未来工业或民用的替代清洁型能源。

不少政府机构，油气公司及相应科学界都投入大量资金和人力研究海洋水合物系统的开采技术，当前国

内外常见且有效的开采技术主要包括注热（蒸汽、热水或盐水）法、注化学剂（甲醇、乙醇等）法、降压法

及混合法等[2,16-17]，日本制定了位于南海海槽东部海底水合物储层的勘探与开采试验计划并已付诸实施，国

内也对神狐海域水合物储藏进行了一些前期的室内实验和数值模拟工作[18,19]，为未来的工业开采奠定了坚实

的基础。

尽管海洋水合物的资源潜力及其应用前景巨大，但是由于 GH 本身是个不稳定的物质，在外界环境变化

下极易分解而改变海洋含水合物沉积物的分布和产状，严重的会导致海底滑坡、海水毒化、钻井平台及井眼

垮塌等海洋地质灾害和环境问题[20-22]，因此分析这种海洋水合物储层的性质以及调研和探讨开采过程中的各

种风险因素无疑具有非常重要的科学和工程意义。

1 海洋地质灾害概述

海洋地质灾害是指海底由于内在或外在动力作用下发生地质体的移动或变形，从而导致的一系列灾害问

题，及可能对海洋工程设施和工程地质造成的灾难性损害，近海海底地质灾害种类众多，但是迄今为止还没

- 148 -

http://www.j-es.org

有形成一个公认的分类方案。国外 Carpenter 将海底地质灾害划分为两大类：一类是地质灾害因素，指能够给

海洋工程造成意外巨大损失的地质因素，另一类是限制性地质因素，指对海洋工程构成一定威胁或给施工带

来一定麻烦的地质因素；国内李培英等仔细调查和评估了我国沿海大陆架油气资源区海洋环境情况，并提出

了海洋灾害地质分类的三大原则：赋存部位及危害对象原则、对海洋工程的直接或间接影响程度原则、灾害

成因和发展趋势原则[23, 24]。一般而言海底地质灾害具有以下特点：①成因复杂性，②周期性，③多发性和复

发性，④群发性和同步性，⑤必然性和减灾的可能性。

导致海底地质灾害的原因主要有海底地震、海底滑坡及其它一些原因，比如海底浅层气和软弱层等的存

在等，由于海上油气田的开采通常需要配置海洋钻井平台等仪器设备，当这些海洋地质灾害发生时，时常会

导致钻井基桩弯曲、桩靴损毁和平台倾斜等问题，严重的会引起大火烧毁钻井甚至人员伤亡，造成很大的经

济损失和社会危害。值得注意的是，海洋水合物系统近年来被科学界和油气工业界越来越多的视为能导致海

底地质灾害的重要因素。

2 海洋水合物产状及赋存

一般而言，海底深部沉积层在某些地质作用下释放出大量的热成因甲烷/二氧化碳等气体，这些热成因气

泡在沉积层孔隙里逐渐生长、链结，最终产生足够的浮动力沿裂隙等地质构造携带沉积层上部的原位生物成

因溶解甲烷往海底上移，当温度冷却而压力又合适的时候，水合物便在沉积层中形成[11,25, 26]。海底沉积层中

GH 的存在主要受温度、压力、孔隙水离子组成等影响，水合物的成核和生长也依靠沉积物孔隙尺寸、骨架

形状以及物质组成。一般来讲，当水深小于 200 m 时，不会有 GH 稳定存在；当水深大于 1000 m 时，会存

在使 GH 稳定的温度和压力区，即有一个深度区间-水合物稳定区域（Gas Hydrate Stability Zone, GHSZ 或

HSZ），其间 GH 是稳定的；在 200-1000 m 时，则依据当地的地温梯度而定（图 2）[27]。

图 2 一般海底沉积物中 GH 的赋存状态.左图中海底 HSZ 区域通常由当地地温梯度和相边界决定，右图显示了海底温度和

水深对 HSZ 储层厚度的影响.

温度和压力条件只是形成 GH 的一个必要条件，另一个必须条件是要有足够的甲烷存在，也即甲烷含量

必须高于 GH 在水中的溶解度。在深海海水环境下，即使温度和压力条件合适，也不会存在稳定的 GH；在

海底沉积层浅处，孔隙水内含有氧化剂，有机物分解产生的天然气被氧化，如果没有足够的甲烷，不可能有

GH 析出，而深度增加，更多有机物分解，溶解于水的甲烷浓度也随之增加，当此浓度超过 GH 在水中的溶

解度，GH 开始形成；当深度增加到一定程度后，地温梯度开始影响 GH 的稳定性；此外，在这一过程中，

孔隙水离子浓度以及当地沉积物骨架的组成和粒径等因素也是影响 GH 形成和产状的原因。

GH 在海底沉积物种的分布可归于两类：（1）水合物在孔隙流体中间漂浮生长，（2）水合物胶结孔隙骨

架且贴壁生长，无论是从力学机理，还是声学特征来讲这都是两种完全不同的含水合物沉积物[28]。GH 在孔

隙中的分布影响了沉积层的力学属性，近些年开展的实地调查表明在软土类海底沉积物里生长的气泡往往会

变成非常奇怪的扁平状椭圆体（蝶形）[29]，这也暗示着沉积层颗粒是压裂的弹性固体介质，而不是流态的塑

性软砂。ODP Leg 204 次航行的海底钻进和取样的高保真岩心展示了水合物在海底沉积层一定深度内大量聚

- 149 -

http://www.j-es.org

集存在的现象，且水合物在孔隙的饱和度能达到 30-40%，远大于以前所估计的 1-8%[30,31]。对南水合物脊取

样岩心的分析显示，就宏观尺度而言，岩芯里纯白色的 GH 从几个毫米到几个厘米高度上以层状或胶结状分

布（图 3），层状水合物通常是平行于沉积岩层底平面延伸，其厚度在某些情况下能达到 10 cm，这类 GH 要

么填充破裂的大岩层孔隙，胶结聚集，要么自己“推开”周围介质束缚，自己“创造”出生长空间，这也间接说

明水合物晶体的结晶析出并沉淀是沿着气液界面有序进行的，同时，游离气也被证实参与了大量的水合物形

成过程。从更大宏观尺度上看，沉积物里的 GH 分布在三维空间里是不同的，最主要的是在垂直和水平上的

分布表现不同[32,33]。由于水合物要在孔隙空间析出并沉淀，HSZ 底界的水合物与近海底处的水合物在密度上

就表现出了连续分层渐变的特征，Abegg et al 使用 CT 研究了南水合物脊的高保真岩心[34]，其结果证实在不

同深度 GH 填充裂隙和排挤周围介质的方式和程度上就存在着很大的差别。

图 3 海底沉积层取样显示的水合物形态. 水合物（Gas Hydrate）与沉积物相互胶结(A), 电子扫描显示且周围有大量冰(Ice)

包裹(B), 局部区域可见纯白色水合物聚集(C), 以及大量气泡存在(D)[34, 35].

最近的研究表明，不同区域的地质环境以及流体迁移情况不同所形成的 GH 储层其聚集和分布模式差异

很大，对墨西哥湾海底气体泄露区域的 BSR 研究指出，通常存在着三类不同的水合物区：快速渗漏区、中速

渗漏区以及缓慢渗漏区（图 4）[36]，这三种渗漏类型是由底部上移的游离气通量大小决定，气体渗漏量决定

了含水合物沉积层的地球化学性质、地表形态以及孔隙水合物含量，Tréhu and Ruppel 则认为只有集中的高流

体通量的渗漏型水合物和分散且低流体迁移规模的扩散型水合物储藏这两种类型[11]，无论哪种划分方式都说

明流体和地质结构对水合物聚集的控制影响（图 4），而研究表明成长型的渗漏性水合物区（等同于快速渗漏

区）是最值得研究和最适宜开采的水合物资源量。

图 4 海底沉积物中 GH 的聚集和分布，在这三种不同类型水合物类型里[36]，快速的水合物聚集区最有可能成为可开采水

合物藏

慢速

中速

快速

盐

盐

水合物

- 150 -

http://www.j-es.org

3 海洋水合物与地质和环境灾害

海底 GH 储层是一种在全球近海海域广泛分布的新型非常规油气资源，它具有埋藏浅、资源潜力大等优

点，但是由于 GH 极不稳定，当其赋存的温度压力等热力学环境改变时很易分解，进而造成一系列的地质和

环境灾害。

3.1 水合物分解与海底滑坡

当 GH 的赋存热力学环境被改变导致其为非稳定状态时，海底斜坡上的 GH 开始分解，一部分分解释放

出气体，使含水合物沉积带从半胶结状态转变为充满气体的状态，如果沉积物孔径封闭不联通，孔隙水不能

随意流动，随着沉积物孔隙中的含气量增加会导致孔隙压力的过剩，降低沉积物的胶结强度，从而降低斜坡

的稳定性，如果该沉积物层坡度较大且 GH 的分解量十分显著，则该地含气沉积层的抗剪强度和承载能力降

低，被液化的分解带将形成一个向下的滑动面，极易引起沉积物滑塌最终导致海底滑坡的发生（图 5）[21,37]。

根据现有资料，这种类型的海底滑坡体通常具有以下几个特：(1)可发生于坡度小于或等于 5°的海底斜坡上；

(2)滑坡体的顶部深度接近于天然气水合物分布带的顶部深度；(3)在滑坡体下面的沉积物层中几乎没有天然气

水合物。

3.2 水合物分解对海洋钻井平台等勘探开发设施的影响

当钻井中遇到含水合物沉积层时，钻井活动会导致地层的温压条件发生变化，导致了 GH 的分解，分解

释放的大量气体和水稀释了钻井液泥浆，改变泥浆的支护性等性质；GH 也会堵塞水下防喷器，在此类地层

钻井时井壁岩层失稳垮塌、井涌或井漏等问题会更加突出，当井眼打开，引起其胶结或骨架支撑作用的固态

GH 分解时，分解本身就会使井壁坍塌稳从而导致井壁坍塌或堵塞，分解产生的部分气体进入井内同钻井液

一起上返到地面，在这过程中如果井内温压条件合适，它们又会重新在钻井管线和阀门特别是防喷器内形成

水合物，循环管道被堵塞等钻井事故发生，导致一系列的钻井事故[38]。GH 分解还会对立柱甚至整个钻井平

台、水下生产设施、管线、上部设施造成危害，因为海洋石油生产设施坐落在 HSZ 之上（图 5）。

图 5 海洋水合物系统与海底滑坡和钻井平台关系示意图[39]

3.3 水合物分解与环境效应

GH 的主要形成气体是 CH4（部分海底水合物系统内 CO2 气体含量也很高）这种温室气体，由于其在沉

积物尤其是海底沉积层中的巨大储量，GH 的分解释放出的气体被认为是造成一系列环境效应的重要原因[22,40]：1）分解后释放出的气体与气候体系直接或间接的相互作用：①全球变暖使气温升高，造成极地冻土带

内的 GH 分解，②全球变暖导致温度较高的海流流向发生变化，进而引发某个蕴藏地点的 GH 气体释放，③

全球变暖导致海水温度升高，造成海底 GH 的分解；（2）海水毒化与海底生态改变：①GH 分解释放大量的

孔隙水和气体，使得沉积物骨架之间摩擦力变小，弹性指标变弱而塑性指标变强，这些气体如果进入海底上

- 151 -

http://www.j-es.org

部海水中还会导致该区域海水密度变低使得海水被“毒化”，②GH 分解释放的气体进入沉积层孔隙进过一列

反应和变化会改变当地的离子浓度，进而影响当地生态系统。

4 开采风险因素浅探

鉴于以上的各种原因，显然开发利用这种海底含水合物沉积物资源必须慎重对待，科学地综合分析各种

风险控制因素。目前相关的研究工作尚处于起步阶段，这方面的报导和资料还极其缺乏。借鉴其他海上油气

开采工程的经验，这里我们认为海洋 GH 储藏开采的主要因素包括[41,42]：

1) 含水合物区域的热力学环境，主要是确定该区域压力、温度、温度梯度、孔隙离子浓度、导热及热

流等环境参数，以及甲烷浓度在孔隙水的分布情况，以明确 GH 的赋存空间特别是 HSZ 底界的确定；

2) 区域地质构造背景，主要是区域的工程/水文地质条件和沉积地层环境，包括：①该区域地质条件分

布，包括海底斜坡的坡度坡脚、海底暗流和潜流走向、海底沉积物构造如泥底辟、断裂带和气烟囱等类型及

其空间序列等，②该区域沉积物的工程地质条件，如含沉积物沉积物的应力-应变等力学性质、渗透率和孔隙

分布等，③该区域沉积物的流体运移情况，特别是气液非饱和流体在沉积物中的流动特征，以及游离气在沉

积物内的分布规律等；

3) GH 在沉积物内的赋存情况，主要包括该区域内水合物的产状、分布和聚集特征，如水合物含量的

变化、实际含水合物厚度的确立等，只有精确了实际含水合物沉积物的产状与分布，才可能进行下一步的开

采方案；

4) GH 开采技术的对比和综合分析，目前主要的开采方法主要有降压法、热激法、抑制剂法和 CO2置

换法等，对于这些不同的开采技术，必须结合含水合物沉积物的实际状况如地质环境、方案可行性及可开采

量的经济性等综合对比分析，力争将技术风险降到最低；

5) 开采过程中的管理风险与政策风险，项目在具体实施过程中，施工方由于管理方面的原因导致一些

损失，如由于主观或客观因素引起的钻井架坍塌甚至人员伤亡等，以及项目开发本身所涉及的各项政策的原

因，比如能源政策风险（政府的政策支持）、由于海洋权益方面的政策可能引发国家之间的政治风险等；

6) 开发进展时的环境风险，指开采海底天然气水合物项目时，不慎造成海底滑坡、水合物大量分解使

得气体大量泄漏等造成环境改变等不幸事件，对社会及自然产生破坏和损害作用。

进一步讲，我们认为在开发海底 GH 储层时必须仔细分析的关键参数主要包括[43, 44]：

1) 水深

由于海底 GH 储层通常大量聚集在 1000m 以下海水中，因此这种类型储藏适合深水油气田开发模式，通

常考虑的第一个因素是生产主平台的选择，主平台的选择不仅影响到整个工程开发总的成本，而且也限制或

影响其它配套海洋工开发工程。主平台的选择首要考虑的因素是水深，各种类型的生产平台有其适应的经济

水深，应根据水深确定平台的选型。

2) 风速、浪速和海水流速

风、浪、流和潮汐引起平台的水平振动，同时引起浮式平台上荷载的变化以及结构上（如立管系统）的

荷载变化，因此对生产平台的选择具有重要影响。通常对于深水中大型油气田一般采用顺应塔平台或浮式生

产系统，这些都必须仔细考虑当地风速、浪速和海水流速的影响。

3) 离岸距离

离岸距离也是制约平台选型和水下生产系统及管线应用的重要因素，这涉及到降低开采成本和后勤维护

等一系列问题，对超远距离的油田，用穿梭油轮比用海底管线可能要昂贵得多，且水下生产系统的方式也有

特殊的要求。离岸或与其它油田设施的距离将影响油气外输的方式，以及工程开发模式的选择。

4) 水合物饱和度

含水合物储层中 GH 的丰度及其分布模式是决定该储藏是否具备开采的经济价值的重要依据，通常在集

- 152 -

http://www.j-es.org

中的高饱和度沉积层区域水合物藏才值得工业开采利用，而大量的分散且低含量的海底水合物藏由于产能过

少且规模过大则从经济上讲不具备开采条件。

5) 水合物开采速率

采用不同的技术方案开采这种 GH 储藏，一个关键的技术指标就是 GH 的开采速率，如果 GH 分解速率

大则通常开采速率也大，同时由于 GH 分解会导致一系列地层力学问题，开采速率还是处理该区域地层稳定

性的重要判据。

6) 水合物开采总量

能开采的 GH 总量越大，则该非常规油气田的寿命越长，其经济价值也就越高，然而，相应 GH 分解的

水量也越大，如何处理这些水合水也是工程中必须斟酌的问题。

7) 井数及平台数量

不同性质的含水合物储层决定了开发井的布置和数目，井的布置模式将影响工程开发的钻井和工程设施

的方案，井口的数目以及开采方式对开发模式的选择具有重大影响。每个井口会占用一定的平台空间，因此

井口数目增多会要求增大平台尺寸，进而增大井口设备的附加重量。

8) 投资预算

不管采用什么样的开发方式，不仅要产生预期的收益而且收回投资的速度对于任何油气藏的开发模式决

策都是必须考虑的首要问题。除了前述的 GH 开采资源量收益外，该工程还包括人力成本、设备购买和维护

成本以及环保成本等，在具体的开采中如果发现该 GH 储藏规模比原先勘探预估的要大，则必须追加额外的

投资，但这也可能导致开发风险大而不经济，同时，在储藏寿命结束后平台退役等问题也需要大量人力物力

支出。

9) 政策

政府、企业和行业政策及其特征在这种非常规气藏开发决策中扮演重要角色。政府可通过相应法规要求、

对一些开发技术流程的限制，以及人事、安全和环保方面的规定等等，来影响对这种海洋 GH 储藏开发方式

的制定。企业自身战略目标可能及以往的工程经验可能使项目团队更倾向于某一种开发模式，这也增加了工

程的不确定性风险。

5 结语

海洋 GH 储层是一种很复杂的非常规油气藏，由于 GH 的自身特性，开采这种储藏涉及到能源、工程和

环境等因素影响，目前业界尚没有制定出实际的开采模式和标准，即使是各种目前科学界被视为有效的开采

技术也存在诸多的技术难点和科学问题，对这种 GH 储藏开发是一个系统的、综合的工程，不仅投资巨大而

且还存在诸多风险和不确定因素。虽然困难很大且至今没有产业化先例，但是还是应该仔细分析各种风险因

素，借鉴已有的其它类型油气田开采经验，开展前期的调研工作，为未来的工业化利用这种新的高清洁能源

打下坚实基础。

REFERENCES

[1] E. D. Sloan. Clathrate Hydrates of Natural Gases[M]. New York: Marcel Dekker, 1998

[2] E. D. Sloan. Fundamental principles and applications of natural gas hydrates[J]. Nature, 2003, 426(20): 353-359

[3] C. A. Koh. Towards a fundamental understanding of natural gas hydrates[J]. Chemical Society Reviews, 2002, 31(3): 157-167

[4] J. F. Gabitto, C. Tsouris. Physical properties of gas hydrates: a review[J]. Journal of Thermodynamics, 2010, doi:

10.1155/2010/271291

[5] T. S. Collett. Natural-gas hydrates: resource of the twenty-first century?[C]//M. W. Downey, J. C. Threet, W. A. Morgan., AAPG

Memoir 74: Petroleum provinces of the twenty-first century, 2001, 85-108

[6] B. M. Jakosky, B. G. Henderson, M. T. Mellon. Chaotic obliquity and the natural of the Martian climate[J]. Journal of Geophysical

- 153 -

http://www.j-es.org

Research-Planets, 1995, 100(E1): 1579-1584

[7] J. B. Klauda, S. I. Sandler. Global distribution of methane hydrate in ocean sediment[J]. Energy & Fuels, 2005, 19(2): 459-470

[8] 樊栓狮, 刘峰, 陈多福. 海洋天然气水合物的形成机理探讨[J]. 天然气地球科学, 2004, 15(5): 524-530 [S. S. Fan, F. Liu, D. F.

Chen. The research of the origin mechanism of marine gas hydrate[J](in Chinese with English abstract). Natural Gas Geoscience,

2004, 15(5): 524-530]

[9] 樊栓狮, 关进安, 梁德青等.天然气水合物动态成藏理论[J]. 天然气地球科学, 2007, 18(6): 819-826 [S. S. Fan, J. A. Guan, D.

Q. Liang, et al. A dynamic theory on natural gas hydrate reservoir formation[J] (in Chinese with English abstract). Natural Gas

Geoscience, 2007, 18(6): 819-826]

[10] A. V. Milkov, G. R. Dickens, G. E. Claypool. Co-existence of gas hydrate, free gas, and brine within the regional gas hydrate

stability zone at Hydrate Ridge (Oregon margin): evidence from prolonged degassing of a pressurized core[J]. Earth and Planetary

Science Letters, 2004, 222: 829-843

[11] A. M. Tréhu, C. Rumppel, M. Holland, et al. Gas hydrates in marine sediments: lessons from scientific ocean drilling[J].

Oceanography, 2006, 19(4): 124-142

[12] R. Boswell, T. Collett. The gas hydrates resource pyramid[J]. Fires in the Ice, 2006, fall, 1-4

[13] A. H. Johnson. Global resource potential of gas hydrate-a new calculation[J]. Fire in the Ice, 2011, 11(2): 1-4

[14] N. Y. Wu, S. X. Yang, H. Q. Zhang, et al. Preliminary discussion on gas hydrate reservoir system of Shenhu Area, North Slope of

South China Sea[C]//Proceedings of the 6th international conference on gas hydrates (ICGH 2008), 5700, Vancouver, British

Columbia, Canada, 6-10 July 2008

[15] N. Y. Wu, S. X. Yang, H. Q. Zhang, et al. Gas Hydrate System of Shenhu Area, Northern South China Sea: wire-line Logging,

geochemical results and preliminary resources estimates[C]//2010 Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, 3-5

May, 2010: 20485

[16] R. Boswell. Resource potential of methane hydrate coming into focus[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2007, 56:

9-13

[17] B. J. Anderson, M. Kurihara, M. D. White, et al. Regional long-term production modeling from a single well test, Mount Elbert gas

hydrate stratigraphic test well, Alaska North slope[J]. Marine and Petroleum Geology, 2011, 28: 493-501

[18] 苏正, 吴能友, 张可霓. 南海北部陆坡神狐天然气水合物开采潜力[J]. 海洋地质前沿, 2011, 27(6): 16-23 [Z. Su, N. Y. Wu, K.

N. Zhang. Assessment of gas production potential of hydrate deposits at Shenhu area on northern continental slope of South China

Sea[J] (in Chinese with English abstract). Marine Geology Frontiers, 2011, 27(6): 16-23]

[19] X. S. Li, B. Yang, G. Li, et al. Experimental study on gas production from methane hydrate in porous media by huff and puff

method in Pilot-scale hydrate simulator[J]. Fuel, 2012, 94: 486-494

[20] B. Buffettt, D. Archer. Time-dependent response of the global ocean clathrate reservoir to climatic and anthropogenic forcing[J].

Geochemistry Geophysics Geosystems, 2005, 6(1): 1525-2027

[21] 彭晓彤, 周怀阳, 陈光谦等. 论天然气水合物与海底地质灾害、气象灾害和生物灾害的关系[J]. 自然灾害学报, 2002, 11(4):

18-22 [X. T. Peng, H. Y. Zhou, G. Q. Chen, et al. Environmental disaster of gas hydrate: its relationship with submarine geology

hazard, climate hazard and biology hazard[J] (in Chinese with English abstract). Journal of Natural Disasters, 2002, 11(4): 18-22]

[22] N. Sultan, P. Cochonat, J. P. Foucher, et al. Effect of gas hydrates melting on seafloor slope instability[J]. Marine Geology, 2004,

213: 379-401

[23] 杨子庚. 海洋地质学[M]. 青岛, 山东教育出版社, 2000 [Z. G. Yang. Marine Geology[M]. Qingdao: Shangdong Education Press,

2002]

[24] 陈东景, 李培英, 刘乐军等. 海底地质灾害对社会经济发展影响的理论分析与普适性对策[J]. 海洋开发与管理, 2009, 26(9):

64-71 [D. J. Chen, P. Y. Liu, L. J. Liu, et al. The universal strategy and theoretical analysis on the seafloor geology disasters

influencing the social economic development[J] (in Chinese with English abstract). Ocean Development and Management, 2009,

26(9): 64-71

- 154 -

http://www.j-es.org

[25] M. B. Clennell, A. Judd, M. Hovland. Movement and accumulation of methane in marine sediments: relation togas hydrate systems,

in: Natural Gas Hydrate in Oceanic and Permafrost Environments[M]//Max M. D. Rotterdam, The Netherlands: Kluwer Academic

Publishers, 2000: 105-122

[26] G. Bohrmann, M. E. Torres. Gas hydrate in marine sediments[M]//in H. D. Schulz and M. Zabel, Marine Geochemistry[M](2nd

revised, updated and extended edition). Berlin, Germany: Springer Berlin Heidelberg Press, 2006. Doi: 10.1007/3-540-32144-6_14

[27] K. A. Kvenvolden, M. A. McMenamin. Hydrates of Natural Gas: A Review of Their Geological Occurrence[M]. US Geological

Survey, 1980

[28] J. Dvorkin, A. Nur. Rock physical for characterization of gas hydrates[M]//Pp.293-298 in The Future of Energy Gases, USGS

Professional Papers 157, Geological Survey, Washington D. C., 1993

[29] B. P. Boundreau, C. Algar, B. D. Johnson, et al. Bubble growth and rise in soft sediments[J]. Geology, 2005, 33(6): 517-520

[30] M. K. Davie, B. A. Buffett. A numerical model for the formation of gas hydrate below the seafloor[J]. Journal of Geophysical

Research, 2001, 95: 8869-8889

[31] M. K. Davie, B. A. Buffett. Sources of methane for marine gas hydrate: inferences from a compassion of observations and

numerical models[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2003, 206: 51-63

[32] A. M. Tréhu, P. E. Long, M. E. Torres, et al. Three-dimensional distribution of gas hydrate beneath southern Hydrate Ridge:

constraints from ODP Leg 204[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2004, 222: 845-862

[33] A. V. Milkov, W. Y. XU. Comment on “Gas hydrate growth, methane transport, and chloride enrichment at the southern summit of

Hydrate Ridge, Cascadia margin off Oregon” by Torres et al.[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2005, 239: 162-167

[34] F. Abegg, G. Bohrmann, W. Kuhs. Data report: shapes and structures of gas hydrates imaged by computed tomographic analyses,

ODP Leg 204, Hydrate Ridge[R]. In A. M. Tréhu, G. Bohrmann, M. E. Torres, and F. S. Colwell(Eds.), Proc. ODP, Sci.

Results, 204: College Station, TX (Ocean Drilling Program), 1-11, doi:10.2973/odp.proc.sr.204.122.2006

[35] W. F. Kuhs, G. Genov, E. Goreshnik, et al. The impact of porous microstructures of gas hydrates on their macroscopic properties[J].

International Journal of Offshore and Polar Engineering, 2004, 14: 305-309

[36] H. H. Roberts, B. A. Hardage, W. W. Shedd, et al. Seafloor reflectivity：An important seismic property for interpreting fluid/gas

expulsion geology and the presence of gas hydrate[J]. The Leading Edge, 2006, 25(5): 620-628

[37] 吴时国, 陈姗姗, 王志君等. 大陆边缘深水区海底滑坡及其不稳定性风险评估[J]. 现代地质, 2008, 22(3): 430-437 [S. G. Wu,

S. S. Chen, Z. J. Wang, et al. Submarine landslide and risk evaluation on its instability in the deepwater continental margin[J] (in

Chinese with English abstract). Geoscience, 2008, 22(3): 430-437]

[38] 宁伏龙. 天然气水合物地层井壁稳定性研究[D]. 武汉, 中国地质大学(武汉), 2005 [F. L. Ning. Studying Wellbore Stability in

Gas Hydrate Formation[D](in Chinese with English abstract). Wuhan: China University of Geosciences, 2005]

[39] 赵广涛, 谭肖杰, 李德平. 海洋地质灾害研究进展[J]. 海洋湖沼通报, 2011, 1: 159-164 [G. T. Zhao, X. J. Tan, D. P. Li.

Research and advances in marine geo-hazards[J](in Chinese with English abstract). Transactions of Oceanology and Limnology,

2011, 1: 159-164]

[40] G. Etiope, A. V. Milkov, E. Depbyshire. Did geologic emissions of methane play any pole in Quaternary climate change[J]. Global

and Planetary Change, 2008, 61(1-2): 79-88

[41] 王桂林, 段梦兰, 冯玮等. 深海油气田开发模式及控制因素分析[J]. 海洋工程, 2011, 39(3):139-145 [G. L. Wang, M. L. Duan,

W. Feng, et al. Analysis of control factors in deepwater&gas field development[J] (in Chinese with English abstract). The Ocean

Engineering, 2011, 39(3):139-145]

[42] 喻西祟, 谢彬, 金晓剑等. 国外深水气田开发工程模式探讨[J]. 中国海洋平台, 2009, 24(3): 52-56 [X. C. Yu, B. Xie, X. J. Jin,

et al. The discussion of development engineering modes for oversea deepwater gas field[J] (in Chinese with English abstract).

China Offshore Platform, 2009, 24(3): 52-56]

[43] 孙运宝. 南海北部陆坡深水区地质灾害机理与钻前预测[D]. 青岛, 中国科学院海洋研究所, 2011 [Y. B. Sun. The Mechanism

and Prediction of Deepwater Geohazard in The Northern of South China Sea[D] (in Chinese with English abstract). Qingdao:

- 155 -

http://www.j-es.org

Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, 2011]

[44] 马文婧. 南海天然气水合物开发的风险因素分析[D]. 青岛, 中国海洋大学, 2011 [W. J. Ma. Risk Factors’ Analysis of Gas

Hydrates Exploitation in South China Sea[D] (in Chinese with English abstract). Qingdao: Ocean University of China, 2011]

【作者简介】

关进安（1980-），男，工学博士，副研究员，主要从事含水合物沉积物性质研究。Email: guanja@ms.giec.ac.cn