常规天然气伴生氦气成藏条件

氦气作为一种稀有战略资源,关系国家安全和高新技术产业发展。在总结前人成果的基础上,对柴达木盆地北缘地区各气田的氦气含量及同位素进行了分析,试图探讨常规天然气藏中的氦气成藏条件。结果表明：东坪气田的氦气含量介于0.012%~1.07%之间,平均为0.24%。利用壳—幔二元混合模式计算天然气中幔源氦的贡献比例,发现幔源氦的比例介于0.01%~0.84%之间,平均为0.3%;R/Ra值介于0.003 5~0.059 2之间,平均为0.022 6,属于典型的壳源氦。研究区氦气含量与甲烷含量呈明显负相关,与氮气含量呈正相关关系。异常高温扰动有利于促进研究区基岩中氦气发生初次运移,马北气田与牛东气田氦气富集离不开地层水作为有效载体,而东坪气田氦气富集的载体需进一步研究。壳源成因的氦可能主要来源于基底富U、Th的花岗岩和片麻岩的放射性衰变,载氦流体运移通道主要是山前深大断裂和不整合面,盖层分为基岩上覆的含膏泥岩和泥岩的区域盖层,以及咸水下渗形成的基岩顶封式局部盖层2种,这些有利的成藏条件为研究区氦气富集提供了良好的地质基础。体积法得出研究区氦气资源量约为27×10⁸ m³,每克岩石平均每年产生⁴He量约为（12.61~121.95）×10^-20 m³,平均为48.81×10^-20 m³。     

柴达木盆地北缘稀有气体同位素特征及氦气富集主控因素

通过地质背景研究认为影响柴达木盆地北缘地区氦气富集的主要因素有广泛分布的岩体、发育的断裂及地下水系统等。其中岩体提供充足的氦气气源,断裂及地下水系统提供良好的天然气运移通道及运移载体。4He、20Ne等稀有气体同位素具有良好的线性关系,证明地下水系统在氦气富集过程中有着重要作用且氦气含量较高。运用对渭河盆地及邻区氦气调查所形成的氦气成藏理论认识,预测柴北缘地区具有壳源氦气资源远景,通过对该区马北油气田、东坪气田等氦气远景区天然气井口样品分析,发现氦气含量普遍较高,同位素分析表明该区氦气为典型壳源氦。分析的22个样品中21个达到或超过工业标准,按照马北地区16个样品平均氦气体积分数0.28%估算,仅马北地区就可成为大型氦气资源远景区。通过进一步调查评价,研究区有望获得特大型氦气资源储量。     

鄂尔多斯盆地东胜与大牛地气田壳源氦气成藏差异性

当前研究发现,氦气的成藏与天然气具有耦合效应,二者表现为异生同储关系,但氦气的成藏理论尚不完善。研究从氦源岩、运移方式等方面入手,剖析鄂尔多斯盆地东胜与大牛地气田氦气成藏差异性,研究表明：(1)2个气田主要氦源均为基底岩石氦气,东胜气田可能氦源岩有富U、Th的基底岩石、煤层,大牛地气田可能氦源岩有基底岩石、煤层与铝土岩层;(2)东胜气田内部发育连通基底的断裂,为烷烃气与氦气运移提供通道,大牛地气田下方也存在基底断裂,但气田内部靠生烃作用产生的微裂缝进行运移;(3)对比二者成藏模式,认为连通基底与储层的深大断裂对于氦气成藏具有促进作用。     

壳源富氦天然气藏成藏模式及关键条件

近年来,氦气资源勘探与研究工作在中国得到了高度重视,但有关壳源富氦天然气藏的成藏条件与成藏机理的研究仍较薄弱。氦气特殊的物理化学性质以及氦源条件等决定了其从生成、释放、运移、聚集到保存均具有显著的独特性。壳源氦气主要是由岩石中铀、钍元素的放射性衰变而生成的,从生氦矿物中释放后,大部分溶解到地下流体中,进而以水溶态或气溶态进行运移。根据氦气的运聚过程以及载体的特征,氦气的聚集模式主要可归纳为3种：(1)地下水脱氦聚集模式;(2)独立气相“抽吸”聚集模式;(3)混合流体脱气聚集模式。通过分析和总结国内外代表性富氦天然气藏的地质特征,提出了连续成藏和幕式成藏2种壳源氦气的成藏模式。其中,美国潘汉德—胡果顿气田中的氦气具有连续成藏的特征,氦气充注时间长,主要通过地下水脱氦聚集到早先形成的烃类气藏中;坦桑尼亚Rukwa盆地、中国四川盆地威远气田以及塔里木盆地和田河气田则表现出幕式成藏特征,富氦天然气藏的形成主要受控于构造活动,且氦气与载气可能为同时成藏。基于系统总结提出了壳源富氦天然气藏的3个成藏关键条件：(1)稳定古老的基底,充足的氦源;(2)促进释放的热作用与构造活动,推动运聚的流体介质与构...     

柴达木盆地东坪氦工业气田发现及氦气来源和勘探前景

为进一步明确柴达木盆地氦气资源分布情况,对东坪等气田天然气地球化学特征进行分析。结果表明：东坪气田东坪1井区、东坪3井区和尖顶山气田尖探1井区等21个天然气样中氦气含量大于0.05%,达到了工业标准,其中最小值为0.075%,最大值为1.069%,平均值为0.386%,据此在柴达木盆地首次发现了东坪氦工业气田。东坪气田及其附近的牛东气田³He/⁴He最小值为1.01×10^-8,最大值为3.62×10^-8,平均值为1.86×10^-8,均位于10^-8量级,应属壳源氦。综合分析认为东坪、尖顶山等气田已发现氦工业气藏的氦主要来源于花岗岩或花岗片麻岩基底。柴达木盆地花岗岩与花岗片麻岩基底分布广泛,具备形成高含氦天然气的条件,氦资源勘探前景十分广阔。     

基岩型富氦气藏形成条件

氦气是一种广泛应用于军工、航天、医疗等高新技术产业的稀缺战略资源,但其在世界分布极其不均,中国是贫氦国家面临着严峻的氦气供给安全问题。在系统总结前人研究成果基础上,结合本次实验分析对比了世界上最成熟的氦气生产气田（美国潘汉德—胡果顿气田）与中国氦气生产潜力较大的东坪气田,探讨两者的成藏要素及富氦机理。结果发现：两者均是以天然气作为载体气的基岩型富氦气藏,储层物性好,均发育以膏岩为主的低渗致密的良好盖层。两者的差异性在于,前者花岗岩形成年代更为古老,尤其是碳酸盐岩地层中富含的花岗岩碎屑,其年龄集中在元古宙,平均比东坪气田花岗岩的形成年代早400 Ma;前者氦气运移模式偏向于单一的饱和地下水脱溶释放,而后者存在“过路”古老花岗岩储层的天然气“萃取”释放。两者对比之下,提出形成年代久远的高U、Th氦源岩、充足的载体气、良好的基岩风化壳储层与致密的盖层,和充足的地下水（边底水）作为媒介参与氦气运移,是形成基岩型富氦气藏的必要条件。     

鄂尔多斯盆地东胜气田氦气分布规律及特大型富氦气田的发现

近年来,随着鄂尔多斯盆地北缘杭锦旗地区东胜气田勘探开发进程的逐步推进,发现在该地区天然气中普遍伴生具有工业价值的氦气.通过对东胜气田166口井天然气样品分析发现,氦气含量为0.045％～0.487％,达到含氦-富氦气田标准.气田中部独贵加汗区带及北部什股壕区带2个基底断裂发育区氦气含量较高,平均含量大于0.1％,具有较...     

塔里木盆地氦气地球化学特征及有利勘探区

基于对塔里木盆地多个构造单元天然气中氦气相对含量及同位素组成特征,结合地质背景与典型富氦气藏分析该盆地氦气地球化学特征及有利勘探区。研究表明：塔里木盆地富氦天然气显示良好,总体上台盆区富氦天然气显示优于前陆区;塔里木盆地氦气以壳源成因为主;该盆地天然气中氦气相对含量与氮气相对含量具有一定的正相关关系,氮气相对含量高的气藏中氦气相对含量一般较高。塔里木盆地氦气勘探普查可以重点关注氮气相对含量高的气藏。氦在地质体中可能主要以水溶形式发生运移,富集成藏与地层水关系密切。受到不同物质在水中分压差异影响,结合亨利定律分析,地层水在富氦天然气聚集过程中可以起到“提氦泵”的作用。良好的输导体系以及优质的氦源是富氦气藏形成的基础;塔里木盆地多个区块具有良好的富氦天然气显示,尤其是在沙雅隆起、卡塔克隆起、麦盖提斜坡、巴楚隆起等构造单元,该系列构造单元具有良好的氦源以及天然气成藏条件,有利于富氦天然气聚集,该系列构造单元是塔里木盆地氦气勘探的优先考虑区块。大顺北地区天然气勘探前景好,并且该构造单元是“十四五”海相天然气勘探重点区块,也应该加强对该区的氦气勘探普查工作。     

柴达木盆地北缘地区氦气资源调查实现突破,有望改变我国贫氦面貌

<正>近日,中国地质调查局西安地质调查中心研究发现青海油田柴达木盆地北缘地区存在良好的氦气资源前景。据粗略估算,该区有望发现大型—特大型氦气气藏,从而改变我国贫氦现状,或可能改变未来全球氦气供需格局。当天然气藏中氦气浓度达到0.05%正近日,中国地质调查局西安地质调查中心研究发现青海油田柴达木盆地北缘地区存在良好的氦气资源前景。据粗略估算,该区有望发现大型—特大型氦气气藏,从而改变我国贫氦现状,或可能改变未来全球氦气供需格局。当天然气藏中氦气浓度达到0.05%$0.1%时,就具有工业价值,可作为氦气藏开采。目前,世界上已知工业开采的氦气藏全部为壳源型氦气(如美国潘汉德—胡果顿气田等),其主要来源于放射性元素的衰变。研究人员在柴达木盆地北缘地区马北、东坪等气田所采集的22个样品中有21个达到或超过工业标准,且其     

塔里木盆地雅克拉地区氦气资源评价与成藏模式

塔里木盆地北部雅克拉地区发现具有开采价值的含氦气田,其中古生界氦气的平均含量为0.31%,是氦气资源量最丰富的层位,高于氦气工业生产标准,但其氦气资源潜力和成藏模式尚不清楚。基于雅克拉地区14口钻井的自然伽马能谱测井资料,对雅克拉地区古生界氦气资源生成量进行了定量评估,并结合成藏要素进行综合分析,根据氦气的运聚过程及载体特征,总结出氦气成藏模式。结果表明：雅克拉地区古生界平均生氦潜量为2.37×10^-10 cm³/g,氦气生成总量为3.22×10⁹ m³。生氦潜量最高的区域位于沙15井附近区域,其次为沙49井附近区域,从沙5井至沙49井的呈带状展布的狭长地带是生氦主力。区域内古生界沉积岩系供给含氦气藏的氦气量可高于天然气藏中的氦气总量,沉积岩系可为有效氦源岩,生成氦气以主要形成于加里东—海西构造期的断裂、裂缝为运移通道,在地下水和天然气的协助下持续运移,以古老地层水运移聚氦模式、天然气沿古老储层运移聚氦模式进行聚集成藏,上覆3套厚度较大的泥岩层、膏岩层,可对气藏有效的封存保护。     

柴达木盆地东坪地区原油裂解气的发现及成藏模式

柴达木盆地东坪地区发现了中国陆上地质储量最大的基岩气田--东坪气田,其天然气来源于侏罗系高成熟-过成熟阶段的裂解气,但深层裂解气藏的成因较为复杂,特别是在东坪气田以西的坪西和尖顶山构造带,由于不发育侏罗系,新发现的基岩气藏来源不明,影响了深层天然气的勘探认识。利用天然气组分和同位素分析数据,结合东坪地区地质特征对深层裂解气开展分析,建立了天然气的成藏模式。研究表明,东坪地区深层基岩气藏具有原油裂解气,基岩储层中发育沥青包裹体,表明该地区发育古油藏裂解气。柴达木盆地北缘的侏罗系烃源岩以湖相泥岩为主,有机质丰度高、类型好,经历了长期的深埋过程,具备形成原油裂解气的物质基础和温度条件。东坪地区深层基岩气藏的成藏具有早期充油、后期高温裂解、晚期调整的特征。东坪地区原油裂解气的发现拓展了柴达木盆地北缘天然气的勘探领域,对深化柴达木盆地深层天然气勘探具有重要指导意义。     

柴达木盆地东坪地区原油裂解气的发现及成藏模式

柴达木盆地东坪地区发现了中国陆上地质储量最大的基岩气田——东坪气田，其天然气来源于侏罗系高成熟-过成熟阶段的裂解气，但深层裂解气藏的成因较为复杂，特别是在东坪气田以西的坪西和尖顶山构造带，由于不发育侏罗系，新发现的基岩气藏来源不明，影响了深层天然气的勘探认识。利用天然气组分和同位素分析数据，结合东坪地区地质特征对深层裂解气开展分析，建立了天然气的成藏模式。研究表明，东坪地区深层基岩气藏具有原油裂解气，基岩储层中发育沥青包裹体，表明该地区发育古油藏裂解气。柴达木盆地北缘的侏罗系烃源岩以湖相泥岩为主，有机质丰度高、类型好，经历了长期的深埋过程，具备形成原油裂解气的物质基础和温度条件。东坪地区深层基岩气藏的成藏具有早期充油、后期高温裂解、晚期调整的特征。东坪地区原油裂解气的发现拓展了柴达木盆地北缘天然气的勘探领域，对深化柴达木盆地深层天然气勘探具有重要指导意义。     

柴达木盆地东坪气田氦源岩成因及其对天然气藏中氦气的影响

柴达木盆地西北缘东坪气田花岗岩在区域地质演化研究及资源开发方面均具有重要价值,因而对东坪花岗岩进行了地球化学特征及锆石U—Pb年代学分析。结果表明,东坪花岗岩可分为2类：一类为高Sr、低Yb的埃达克质花岗岩,具有埃达克质岩的地球化学特征,源区存在石榴石、金红石、角闪石的残留,无或仅有少量斜长石残留,推测可能为加厚下地壳的含金红石榴辉岩部分熔融形成,熔融深度大于50 km;另一类为低Sr、低Yb的喜马拉雅型花岗岩,源区残留相为石榴石、角闪石及斜长石,可能是由加厚下地壳的麻粒岩部分熔融形成,熔融深度大致为40～50 km。LAICP-MS锆石U—Pb定年结果表明,两类花岗岩的结晶年龄在418 Ma左右,是同一次岩浆活动侵位的结果,而且构造判别图解显示,两类花岗岩均属于同碰撞花岗岩。结合前人研究结果,认为418 Ma左右南阿尔金洋已经闭合,转而进入陆内俯冲碰撞造山阶段,造成地壳相互叠置加厚,加厚下地壳由于受到地幔物质的底侵加热,在不同深度发生部分熔融,形成了东坪两类不同类型的花岗岩。东坪及其邻区尖北、牛东气田中氦气的成因及含量与基底花岗岩密切相关,具体表现为：氦气主要是由基底花岗岩及花岗片麻...     

柴达木盆地尖北斜坡基岩储层特征及天然气成藏条件

尖北斜坡为柴达木盆地阿尔金山前东段天然气勘探重点区域之一,目前针对该区域基岩储层发育特征和成藏条件的分析研究尚很薄弱。在岩心观察、薄片鉴定的基础上,结合常量元素分析、XRD、SEM、压汞测试和井震资料分析,对柴达木盆地尖北斜坡基岩储层的发育特征及天然气成藏的有利地质条件进行了研究。结果表明,尖北斜坡基岩储层岩石类型主要为花岗闪长岩、花岗岩和片岩;发育风化壳型储层,其中半风化层孔渗物性最好;储集空间为基质微孔、溶蚀孔和裂缝,储层孔隙度主要分布在2.23%~3.77%,渗透率均值为0.06×10^-3 μm²,以Ⅱ类中等储层为主;基岩储层临近坪东以西侏罗系生烃凹陷,天然气自生烃凹陷沿基岩基底发育的深大断裂和不整合发生运移,经基岩顶部古近纪咸湖环境下形成的膏泥岩有效封堵,最终在更新世晚期形成的断背斜圈闭内富集成藏,发育基岩顶部风化壳型气藏。该研究成果对指导尖北斜坡基岩气藏下一步勘探具有重要的指导意义。     

柴北缘深层天然气成藏条件及有利勘探方向

柴北缘深层天然气勘探程度低,资源潜力大,天然气成藏条件及勘探方向尚不明确,制约了天然气勘探进程。基于地震、地质、地化及钻井等资料的研究,从烃源岩、储层、构造及输导体系等方面,综合分析了柴北缘深层天然气藏的成藏条件,结合已有勘探成果和地质条件,指出了深层天然气有利勘探方向。结果表明,深层侏罗系分布广,阿尔金山前西段存在侏罗系生烃凹陷,深层高-过成熟度烃源岩生气潜力大;基岩风化壳和次生孔隙发育的碎屑岩可作为深层有效储层,基岩储层物性不受深度控制,深层发育碎屑岩优质储层;广泛分布的以断裂为主的输导体系有利于超深层烃源岩生成的天然气纵向和横向运移;多期构造活动使得柴北缘深层形成多种类型的圈闭,烃源岩持续生烃有利于这些深层圈闭早期、多期成藏。在以上研究成果基础上,指出深大断裂发育的生烃凹陷周围圈闭是深层天然气聚集有利区,盆缘古隆起以及晚期构造带上大型背斜圈闭层具有良好的勘探前景,其中阿尔金山前深层是最现实的勘探领域。     

柴达木盆地北缘天然气地质条件、资源潜力及勘探方向

柴达木盆地天然气资源丰富,包括柴西古近系—新近系油型气、柴北缘侏罗系煤型气及柴东第四系生物气、新近系热成因气及石炭系煤型气。近几年,柴北缘侏罗系煤型气获得突破,勘探潜力大。通过对柴北缘天然气地质条件的分析,总结了富烃凹陷区古隆起、源外古隆起—古斜坡、源上晚期构造带3类成藏模式,优选类比法和成因法客观评价了柴北缘天然气资源,计算得出天然气地质资源总量为11 457.5×10⁸m³。在此基础上,结合勘探现状,理清了剩余资源及其分布,剩余天然气地质资源量为10 671.28×10⁸m³,主要分布于鄂博梁—葫芦山区块及阿尔金山前东段区带。根据研究成果,指出鄂博梁—冷湖构造带、阿尔金山前东段、中下侏罗统凹陷—斜坡区是柴北缘天然气勘探有利目标区。