黄骅坳陷天然气中多成因二氧化碳的判识及其混合模型

对２６个样品的组分及碳，氦同位素研究表明，黄骅坳陷天然气中存在３种成因的二氧化碳：有机成因，幔源－岩浆成因和碳酸盐岩变质热分解成因，根据二氧化碳含量和＾３Ｈｅ／＾４Ｈｅ比值确认，存在３种多元混合模型：有机成因与幔源－岩资成因均匀混合型，变质热分解成因二氧化碳混入型，二氧化碳与幔源氦差异混合型。     

中国两类无机成因CO2组合,脱气模型及构造专属性

我国幔源－岩浆成因ＣＯ２具典型碳同位素值，＾３Ｈｅ／＾４Ｈｅ值高，Ｈｅ含量高，伴生无机成因ＣＨ４含量低，ＣＯ２含量和Ｈｅ同位素比值相关性好；变质成因ＣＯ２的碳同位素值较典型值偏低，但仍比幔源－岩浆成因的高１‰－２‰，＾３Ｈｅ／＾４Ｈｅ值低，Ｈｅ含量量低，伴生无机成因ＣＨ４含量较高。伸展盆地幔源－岩浆气释放条件优越，但缺少生成大量变质成因ＣＯ２的条件，后者主要形成于扭压构造背景。伸展盆地在上地幔至下     

松辽盆地北部昌德东气藏天然气成因

松辽盆地北部昌德东气藏为高含ＣＯ２（含量可高达９０．３８％）气藏，烃类气体以甲烷为主。ＣＯ２的碳同位素值为－４．０６‰～－６．６１‰，氦同位素比值为３．９×１０－６～４．５×１０－６。与松辽盆地煤型气、油型气及国内外典型无机成因气对比，认为昌德东气藏中的ＣＯ２主要是来自地幔岩浆的无机成因气，通过断裂向上运移聚集；甲烷及其同系物则为无机气与有机气的混合。     

三水盆地天然气中的氦和氩同位素地球化学研究

<正> 自发现了地球的氦和氩以来,逐渐形成了氦、氩同位素地球化学,并在天然气研究中得到广泛应用.研究表明,高的3He/4He的值和重的δ13℃1值标征着气体源于地球深部,40Ar/36Ar值在判识天然气来源方面有着重要作用。Polyak等发现利用天然气中3He/4He值可以求出地热流值。本文旨在通过分析三水盆地天然气中氮、氩同位素组成,探讨天然气的成因和地热流进而估算深源氦的参与量.一、样品的采集和分析三水盆地是白垩纪～早第三纪形成的拉张型断陷盆地,面积约为3300km2。盆地内发育厚达7600多米的白垩-下第三系沉积建造,火山岩累计厚度逾2000m,已发现古火山口20多个。盆地产出的天然气按组分和工业价值可分为烃类天然气、高含二氧化碳天然气、高含氦天然气及其混合 。     

五大连池地幔成因的天然气

本文主要对五大连池天然气的成因进行探讨。作者根据该区天然气组份和岩浆包裹体气组份以及某些元素同位素组成进行分析研究,说明五大连池的天然气为地幔成因。      

天然气成因类型及其鉴别

中国经过20年天然气科技攻关，已形成天然气成因类型及其鉴别标志的理论体系和方法。天然气成因类型可划分为有机成因气、无机成因气、混合成因气3大类。有机成因气根据演化程度划分为生物气、生物一热催化过渡带气、热解气和裂解气，根据母质类型划分为煤成气（包括煤成热解气和煤成裂解气，在天然气资源中占主导地位）和油型气（主要是原油伴生气，包括油型热解气和油型裂解气）；无机成因气以二氧化碳为主，分为岩石化学成因和幔源成因两种主要类型；混合成因气是两种或两种以上成因类型气混合而成的天然气，常见的主要有3类（同一烃源岩不同热演化阶段生成天然气的混合，不同烃源岩生成天然气的混合，有机成因气和无机成因气的混合）。常用的天然气成因类型鉴别指标有天然气组分、烷烃气碳同位素、二氧化碳碳同位素和轻烃参数，其中，碳同位素是判别各类成因天然气最有效和最实用的指标。图1表2参41     

氦同位素在天然气地质学上的作用

依据我国大陆8个主要含油气盆地天然气中氦同位素的测量数据及有关研究结果,对氦同位素研究在天然气地质学上的主要应用进行了综合探讨。     

萨克蒙托盆地天然气中的幔源氦

萨克蒙托盆地天然气中氦的同位素比值（3He/4He≈0.11RA～2.75R4）研究表明,该盆地所产天然气部分具有幔源的特征,即1～34％的氦是地幔来源的。同时,3He/4He比值与CH4/4He比值之间的回归方程,提供了地壳和岩浆末端层之间的二元组分混合的证据。将该回归方程外推,使CH4/4He=0,则可得到一个3.84RA的岩浆末端层的3He/4He比值,即相当于一半的典型地幔氦的同位素比值。这说明岩浆末端层实际可能代表的是一个地幔和地壳氦的混合层。由这种二元组分混合层来源的气体,可用纯甲烷、放射性成因的4He,或3He/4He≈06RA—1.0RA的高N2—He气体的加入所解释。岩浆末端层的CH4/3He比值变化很大（0～3×109）,且人类是无法改变的。因此,萨克蒙托盆地某些气田中相当一部分甲烷可能是地球深部来源的。然而,具有最高3He/4He比值（2.75RA）的气田（穆恩本德气田）是与潜伏的上新统-更新统侵入岩相关的,因为这些侵入体上拱沉积岩层而形成了烃类聚集的圈闭。这些气田中的甲烷可能是通过入侵岩体向沉积物迅速传递热能而使有机质热解形成的。此外,盆地西部气田中的甲烷表现出深源沉积物形成运移的特征,但局部地区甲烷可能是由微生物作用形成的。     

阜新盆地无机成因气探讨

评价盆地天然气资源的首要问题是确定天然气的来源。指出,阜新盆地是断陷型裂谷盆地,其中具有沟通地幔和岩石圈的深大断裂,地幔物质沿该深大断裂将大量无机成因天然气带入地球浅部聚集;聚集的天然气具有甲烷含量高、甲烷碳同位素和二氧化碳碳同位素值高3、H e/4H e值较高等特点。认为盆地存在有源于地幔的无机成因气,这种无机气与浅部地层的有机成因气混合后可以形成气藏。     

徐家围子断陷火山岩包裹体组分和同位素组成分析及应用

应用真空机械破碎法对徐家围子断陷火山岩包裹体的组分和同位素组成进行了热爆前、后的对比分析,进而结合气井产出天然气的相应特征及热模拟实验结果对天然气的成因进行了探讨。结果表明,徐家围子地区火山喷发过程中的岩浆脱气烃类含量较高,暗示该区烃类天然气存在无机成因的可能,有必要对火山喷发脱气与普通岩浆活动脱气的差别做进一步研究;徐家围子断陷烃类天然气的碳同位素序列倒转主要是由不同期次/源天然气的混合作用造成,而非后期盖层散失过程中的组分和同位素分馏,同位素序列倒转不能单独用于判断天然气的成因;相对有机成因气,无机成因气（甲烷、乙烷和CO₂）碳同位素值常较重,用甲烷碳同位素值重于-20‰作为无机成因气的判别标准有一定的适用性,但过于苛刻;徐家围子断陷CO₂以无机成因为主,主要源于坳陷期地壳活动过程中的地幔岩浆脱气,无机成因CO₂能够聚集成藏与其未经历初次运移,与地层水接触少等因素有关。上述认识有益于对徐家围子断陷天然气的成因作出正确判断。     

渤海中部高含CO_2气藏天然气成因及成藏主控因素——以秦南凹陷A气藏为例

秦南凹陷A气藏是渤海海域中部古近系首个百亿方天然气发现,并且其CO_2超过50%。基于天然气组分、稳定碳同位素、氦同位素、流体包裹体组分和均一温度等资料,分析了天然气的成因,并对天然气成藏主控因素进行了总结。结果表明,CO_2的成因类型为火山幔源型无机成因气,烃类气为来自邻近洼陷沙河街组的油型气。A气藏的形成主要与晚期快速充注成藏有利于天然气的保存以及新近系强烈活动的凸起边界断裂控制了CO_2的运聚有关。今后勘探中应重视深大断裂活动性对CO_2含量分布的影响。     

松辽盆地天然气成因探讨(为庆祝《新疆石油地质》创刊30周年而作)

松辽盆地徐家围子断陷的天然气成因备受争议,焦点是有机成因气还是无机成因气.费托合成烃的反应可以发生如光合作用那样的碳同位素分馏作用,但未必显示碳同位素的反序分布.热液条件下费托反应在自然界更普遍,但其碳氢同位素的动力学分馏特征尚不十分清楚,碳同位素组成用于油气物源示踪识别仍有很大的不确定性.松辽盆地深部地壳特征表明,中地壳有一低速高导层,地幔流体CO2、H2可在此进行费托合成烃的反应,这种超临界的流体的反应可形成烃和烃类化合物.根据这一思路,松辽盆地深部(不仅仅是火山岩,还有花岗岩等基底岩石)有更多的天然气尚待勘探与发现,也可在其他盆地寻找大油气田.     

双城-太平川地区稀有气体同位素特征

通过对松辽盆地东部天然气中稀有气体及二氧化碳同位素组成的测试，探讨了天然气组分中氦和二氧化碳的成因及其地质意义，并对该区天然气气源岩年龄进行了估算。研究表明，该区天然气中壳源氦占绝对优势，大部分天然气中氦的含量达到了工业开采价值，可以形成氦的气藏。天然气气源岩年龄分别为早白垩世和早-中侏罗世，大部分天然气中的二氧化碳为有机成因。另外，该区的大地热流值相对偏低，说明在松辽盆地下部上地幔整体隆起幅度较高，中、新生代构造活动强，岩浆活动强烈的情况下，该区的构造活动相对较弱，岩浆活动不强烈。     

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。     

苏北盆地溪桥含氦天然气田地质特征及含氦天然气勘探前景

苏北盆地具有聚集含氦天然气的特殊地质条件,在盆地的若干气井或气田（ 藏） 中较普遍地发现了氦。溪桥气田为苏北盆地首次发现的含氦天然气田,含氦量为０．５８ ％ ～１ ．０６％ ,达到或超过氦工业品位（ 含氦量为０．３ ％ ）;气田地质时代较新,储集层为上第三系砂岩;气藏埋藏浅,气层埋深仅３８０ｍ 。气田中的氦以幔源为主,与氮及无机成因的ＣＯ２ 相伴生。含氦气田叠覆于以海相地层为储集层的大型ＣＯ２ 气田之上,两者具有一定的成生联系,该气田的发现表明苏北盆地具有良好的含氦天然气勘探前景。图４ 表２ 参３（ 郭念发摘）     

塔河油田油气成因和运移的氦同位素证据

塔里木盆地塔河油田是目前我国在海相碳酸盐岩层系中发现的最大油田。为明确勘探方向和目标，通过测试该油田原油伴生气的氦同位素组成，探讨了该油田的油气成因和运移问题。研究结果表明，该油田原油伴生气的³He/⁴He比值分布在2.99×10^-8~8.27×10^-8之间，平均为4.89×10^-8；R/Ra比值为0.02~0.06，平均为0.035。这反映了壳源成因特征，说明该油田油气在形成和运移聚集过程中缺乏地幔流体的参与。该油田原油伴生气中氦同位素组成在区域分布上具有一定的规律性，研究认为这种分布特征起因于油气运移过程中伴生气的扩散作用和水、油溶解作用的氦同位素分馏，因而氦同位素组成及其分布特征可能是一种可以表征油气运移情况的新指标。据此指标揭示出该油田的油气由南向北运移，说明油气主要来自该油田南部满加尔坳陷及其邻近地区的烃源岩区。     

富氦天然气藏成藏特征及主控因素

在充分调研全球探明氦资源分布及开采现状的基础上,对国外典型富氦天然气藏的空间分布特征、氦气成因来源和气藏类型进行解剖,再结合地质背景分析了富氦天然气藏的成藏主控因素。研究结果表明,美国是目前世界上探明氦资源最多的国家;由于受技术手段等条件的制约,目前主要是从富氦、高氦天然气藏中获取氦气资源。通过对国外富氦天然气藏的解剖发现,富氦天然气藏平面上主要分布在古老克拉通地区,垂向上以埋藏较浅的元古界和古生界为主;绝大多数富氦天然气中的氦气主要是由地壳中的铀、钍等放射性元素衰变形成。根据天然气组成特征可将富氦天然气藏划分为富氦烃类气藏、富氦二氧化碳气藏和富氦氮气藏,其中大多数富氦烃类气藏主要位于克拉通内部隆起带之上,气藏规模和氦资源量较大;富氦二氧化碳/氮气藏多位于克拉通边缘活动带,气藏规模和氦资源量较小。在对气藏特征进行总结的基础上,综合实际地质背景提出两种富氦天然气藏成藏模式:古老克拉通内部隆起富氦天然气藏成藏模式和古老克拉通边缘活动带富氦天然气藏成藏模式,其中具备花岗岩基底隆起、深大断裂、晚期构造活动和区域性盖层等地质条件的地区是氦资源勘探的重点有利区。     

江西赣南地区地热伴生氦气资源的发现及异常成因探讨

系统采集赣南地区地热温泉伴生气体样品,借助气体组分、氦含量、同位素分析等手段,结合区域地质背景和相关文献研究资料,对氦气资源分布特征、成因及来源进行初步分析。结果表明：赣南地区氦气平均含量为0.416%,具备较好的资源品质;武夷隆起带、雩山隆起带南部和罗霄—诸广隆起带西部是氦气有利富集区域;氦气成因呈现以壳源为主、幔源为辅的总体特征,氦同位素与CO2碳同位素具有明显相关性,通过碳同位素能够指示氦气中幔源组分占比的高低,进而反映氦气的成因;赣南地区氦气成因具有从北西向南东方向,由壳源成因逐渐过渡到壳幔混合成因的特征;氦源条件主要包括富U、Th元素的花岗岩体和深大断裂带,花岗岩体是壳源氦气的主要源岩,深切地幔的深大断裂带构成幔源氦气的上升通道,复杂的断裂系统也进一步促进了氦气的运移聚集。     

柴北缘鄂博梁Ⅲ号构造天然气成因类型及其成藏特征

利用现有井资料,通过碳、氦和氩等同位素分析,并结合烃源岩的演化、构造发育史和天然气成藏史分析,对柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号构造天然气的成因类型和成藏特征进行了系统的研究。结果表明,鄂博梁Ⅲ号构造天然气为典型煤型气,气藏中甲烷和乙烷的反序现象是由成藏过程中混入不同成熟度的天然气所致。天然气主要源于深部过成熟的侏罗系烃源岩,断裂活动是控制天然气藏形成和演化的重要因素,提出了断裂—输导层输导源上成藏模式。     

准噶尔盆地天然气同位素组成特征及成因探讨(摘要)

我们收集了准噶尔盆地50多个天然气样,进行了天然气组分,气态烃碳、氢同位素、稀有气体氦、氩同位素分析,结合盆地地质背景,研究了盆地天然气同位素地球化学特征,探讨其成因和来源。文中提出了天然气碳、氢同位素组成特征与母质、沉积环境和成熟度的密切相关。利用天然气甲烷δ~(13)C_1与R_0的关系、对不同母质类型的天然气进行归一化,提出了回归方程式和准噶尔盆地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型天然气δ~(13)C_1-R_0的模式,表明在整个演化过程,这两类天然气δ~(13)C_1值有明显差别为天然气成因分类提供了重要信息,基于对天然气气体组分,碳、氢同位素组成的研究,结合其它指标,提出了准噶尔盆地天然气成因分类及综合判识指标。氩同位素的研究为盆地确定五套气源岩提供了重要依据。由第三纪到石炭纪其