四川盆地高石梯—磨溪大气田稀有气体特征

以四川盆地高石梯—磨溪大气田为例,对震旦系灯影组、寒武系龙王庙组天然气稀有气体进行全组分含量和同位素检测,并判别其成因。高石梯—磨溪大气田天然气中稀有气体He含量高于大气中He含量1~2个数量级,其中灯二段天然气中He平均含量为512×10-6,达到工业利用标准;而Ne、Ar、Kr、Xe含量相对较低,低于大气含量值。稀有气体全组分含量总体由震旦系灯二段、灯四段至寒武系龙王庙组逐渐降低。高石梯—磨溪大气田天然气中稀有气体3He/4He值总体为10-8量级,40Ar/36Ar值总体为1 024~9 559,132Xe相对过剩而129Xe相对亏损,表明He、Ar、Xe均为典型壳源成因,且气田深部没有活动性强的深大断裂和通幔断裂,构造活动较为稳定。图5表1参32     

阿曼H2-N2气苗的成因

本研究所分析的6个气样,是从阿曼北部塞马伊勒纳皮（Semail Nappe）蛇绿岩中,和钙质哈杰尔（Hajar）组分布的5个热泉中采集到的。该全在对这6个气样的3He/4He、4He/20Ne、40Ar/36Ar和38Ar/36Ar比值,化学组成（H2,N2,CO2,CH4,O2,Ar,和He）,和稳定同位素组成(δDH2,δDH2O,δ13CCO2,δ13CCH4和δ15N2)进行报道。从蛇绿岩区采集到的气样,其组份中明显缺氧,主要是H2、CH4和N2;而从灰岩和白云岩分布区所采集到的气样,其组份正常,主要是N2、CO2和/或O2。前者是富含H2的气体,它是以相对高的3He/4He比值（0.4～0.8R atm）,并伴有低的He含量（<5ppm）,大气的40Ar/36Ar比值,低的N2/Ar比值（<55）和高的δ15NN2值（～1‰）为特征的。而后者是富含N2的气体,表现出相对低的3He/4He比值(0.1～0.4Ratm),并伴高的He富集（>300ppm）,稍带放射性成因的40Ar/36Ar比值,高的N2/Ar比值（77～97）和低的δ15NN2值（<0.0‰）。对富含H2的气样进行δDH2值测定,其值为—536‰。,它明显有别于该蛇绿岩区原有的文献值—699‰。,也即给出了相互有差异的同位素形成温度。     

应用稀有气体同位素判识油田水淹现象——以辽河盆地黄沙坨油田为例

采集了辽河盆地黄沙坨油田注水开采所利用的水源井水、处理后的水源井水、注水井水和生产井原油样品,脱附了其中的水溶气和油溶气,测量了其3He/4He,4He/20Ne和40Ar/36Ar,发现它们可以判识生产井水淹现象和水淹程度。研究表明:(1)黄沙坨油田水源井、处理后的水源井水及注水井中水3He/4He4、He/20Ne和40Ar/36Ar均具有大气成因的特征;(2)黄沙坨油田原油40Ar/36Ar误差范围内与空气值接近,说明原油遭受了水淹,40Ar/36Ar可以成为油田遭水淹的示踪剂,但它与4He/20Ne之间没有线性关系,因此不能反映油田受水淹的程度;(3)黄沙坨油田原油4He/20Ne和3He/4He大于大气值,且两者呈较好的线性关系,说明其不但可以作为生产井油层遭受水淹的示踪剂,也可作为油层遭受水淹程度的指标。      

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利用天然气中He同位素组成探讨天然气的形成与运聚成藏机制。塔里木盆地古生代和中生代地层中天然气氦同位素分析表明，3He/ 4He分布在2.58×10-8～8.33×10-8范围，R/Ra为0.019～0.059，平均值为0.031，为典型的壳源He同位素组成特征。我国东部主要含油气盆地天然气的R/Ra平均比值则变化于1.21～2.30，说明在东部盆地天然气形成过程中有幔源He的加入。导致这种差异的原因除构造活动外，更重要的是成烃过程中热源不同。东部含油气盆地成烃作用过程中，携带有深部气体挥发分的幔源热流加热地层水形成地层中热水对流体系，同时幔源He进入热水流体。热水流体与烃源岩发生作用，可促使源岩中有机质转化成烃类并进入流体，烃源岩中壳源放射性成因He 也进入流体一起运移成藏，所以东部盆地天然气中的He同位素组成具有壳幔二元混合特征。塔里木盆地成烃热源来自于盆地沉积体埋深形成的壳内地热增温，天然气He同位素组成特征表现为壳源He同位素特征。     

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。     

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 。     

黄骅坳陷二氧化碳成因研究

黄骅坳陷CO2以丰度大、成因类型较多、分布层位较多、高纯度气藏分布地域较集中和气关系图为主要依据,参考CO2丰度及产区地质条件,对黄骅藏规模较小为特征。以R/Ra与δ13CCO2坳陷CO2成因类型进行了区分。根据对CO2丰度及其碳同位素、He丰度及其同位素、CO2/He比值和Ar同位素的分析认为,岩浆期后的地幔脱气可能是黄骅坳陷幔源CO2的主要来源方式,包括沧东断裂和盆地内二级断层在内的两组区域深断裂交会是黄骅坳陷幔源CO2富集的主要地质因素。     

苏里格气田天然气运移和气源分析

通过分析鄂尔多斯盆地苏里格气田天然气组分、稳定同位素和稀有气体同位素组成指出，该气田天然气以烃类气体为主，气体碳同位素组成偏重；天然气源岩形成于淡水一半咸水沉积环境；天然气主要来源于石炭二叠系煤系烃源岩；天然气碳同位素（δ^13C1，δ^13C2）具有从西南向东北方向变重和^3He／^4He值呈略增加的趋势；反映了天然气具有从东北向西南运移的趋势。根据天然气中^40Ar／^36Ar值，计算了石炭一二叠系源岩中K含量的变化范围，初步确定了煤岩生成天然气的贡献率在65％以上，为主要生气源岩。     

松辽盆地火山岩储层天然气藏He同位素组成累积效应

地质演化过程中,天然气藏储层中放射性元素衰变产生的3 He和4 He会在气藏中逐渐积累,使气藏中He同位素组成(3 He/4 He)产生变化。以松辽盆地徐家围子断陷和长岭断陷深层火山岩储层天然气藏为研究对象,对火山岩储层天然气和储层流体包裹体中的He同位素进行研究。当火山岩储层无Li元素含量异常时,放射成因3 He产率很低,基本可以忽略,放射性元素衰变产生的3 He不会影响CH4/3 He值和CO2/3 He值2项地球化学指标。当火山岩储层中放射性元素丰度高于沉积岩层中时,在地质历史中会产生更多的4 He,对气藏中He同位素的影响较大。营城组火山岩每克岩石每年生成4 He约为5.1×10-12cm3。在不考虑扩散的情况下,Xs1-1井营城组火山岩初始的3 He/4 He值为3.51×10-6,即R/Ra值为2.51,现今R/Ra值为1.1,当R/Ra值减小到初始值的43.8%时,幔源He的比例相应从原来29.9%减少到目前的10.75%,即幔源He的比例减小到原始的1/3。     

苏北盆地幔源氦气藏的特征与形成条件

指出:苏北盆地部分油气藏(井)中He的含量很高(0.08％～1.34％),达到或超过了工业品位;其~3He/~4He值为1.75×10~(-6)～4.9×10~(-6),是含幔源氦的同位素组成特征。通过对区域构造、盆内构造、壳幔结构、岩浆活动、成藏特征等方面的综合分析研究,认为这批幔源氦气藏形成于裂谷伸展构造环境,而幔源挥发份的上升运移与深断裂和幔源岩浆活动有密切关系;包括苏北盆地在内的大陆架裂谷区是寻找幔源氦资源的有利地区。     

原油稀有气体同位素特征及其示踪作用——以黄骅坳陷港西油田为例

以黄骅坳陷港西油田为例,测试并研究了原油中的稀有气体氦和氩同位素组成,并探讨了其示踪作用.研究表明:①港西油田6个未受空气污染原油样品具有幔源稀有气体介入的特征,其中氦气占介入稀有气体总量的139%～328%,平均为241%,说明港西油田具有幔源氦侵入的构造背景,且大地热流值较高,平均达750mWm^-2;②据原油⁴⁰Ar/³⁶Ar的年代积累效应,推测港西油田油源应为第三系烃源岩;③注水是港西油田原油稀有气体受空气污染的主要原因,对原油中的³He/⁴⁴²⁰⁴⁰Ar/³⁶Ar和^{420相似文献}   

北部湾盆地福山凹陷CO2气成因探讨

北部湾盆地福山凹陷油气钻探中发现了高含CO₂气的天然气气藏。对CO₂气稳定碳同位素、伴生稀有气体氦和氩同位素进行了分析研究，结果显示，福山凹陷CO₂气稳定碳同位素偏重，(13C_CO2为-5.01～-10.08‰，绝大多数样品大于-7.0‰，为无机成因CO₂气特征；伴生稀有气体氦同位素³He/⁴He值为(4.74~5.03)×10^-6，R/Ra值为3.38～3.59；伴生稀有气体氩同位素⁴⁰Ar/³⁶Ar值为1881～2190，也显示出幔源或壳幔混合CO₂气的特征。综合判定认为，福山凹陷CO₂为壳幔混合成因。始新统流沙港组岩浆岩体分布特征与CO₂气藏分布范围基本一致，也表明幔源-岩浆可能是福山凹陷CO₂气的主要来源。与南海北部边缘盆地其它地区如珠江口盆地西部、琼东南盆地东部CO₂气成因一致，都为幔源-岩浆来源，或壳幔混合来源。     

塔中地区天然气氦、氩同位素地球化学特征

氦同位素组成对大构造背景下的构造演化特征具有指示性，而对同一盆地内部较小区块的构造演化差异特征指示性不明显。塔中地区天然气的3^He／4^He组成具有典型壳源天然气特征，和塔里木盆地整体大地构造背景一致。与中国其他油气区寒武系一奥陶系天然气氩同位素组成相比，塔中地区天然气氩同位素。40^Ar／36^Ar组成有一定特殊性。原因是该区中、下寒武统和中、上奥陶统烃源岩中氩的母体元素钾的丰度较低。利用元素衰变原理估算塔中地区天然气40^Ar的母体元素钾的百分含量表明，塔中地区中、下寒武统和中、上奥陶统烃源岩中的泥质和泥质条带对该区天然气具有重要贡献。图2表3参17     

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论文探讨了文33块天然气中CO₂气及有机气体的成因。文33-204井CO₂含量高近80%、碳同位素值重δ13C_CO2为－9.0‰，CO₂同位素指示介于有机成因与无机成因之间，与同区块高部位CO₂含量低的其他井天然气同位素差别大，伴生的烃类气体组分与碳同位素表现为油型湿气特征。综合研究认为，文33块含二氧化碳高的文33-204、文269、文269-1的天然气中有机组分与CO₂是不同源，有机组分来源于下第三系泥岩地层，CO₂气体主要来源于石炭—二叠系的煤系地层，同区块而CO₂低的天然气，有机组分与CO₂为同源的，均来源于下第三系泥岩地层。     

台湾南部泥火山与伴生气地质地球化学特征及其油气地质意义

台湾省南部泥火山异常发育,泥火山伴生气地质地球化学特征具有明显的沉积型壳源成因特点,并非火山幔源活动成因。这些泥火山活动所伴生的天然气组成大多数均以甲烷为主,乙烷及其重烃含量甚低。泥火山伴生气甲烷碳同位素值为-31.7‰～-35.9‰,二氧化碳碳同位素值为-10.0‰～-15.2‰。稀有气体氦、氩同位素值偏低。其中,3 He/4 He(Ra)即R/Ra值分布在0.21～1.34之间,40 Ar/36 Ar值则在304.6～330.0之间。上述地球化学特征表明,这些泥火山伴生气主要属热解有机成因的成熟烃类气,且主要是较年轻的新近纪巨厚海相沉积烃源岩的贡献。深入分析泥火山地质特征及伴生气地球化学特点,能为建立这种特殊的天然气成因成藏机制提供重要地质依据与基础研究资料,因此,具有十分重要的油气地质意义。     

试论不同成因混合气藏及其控制因素

天然气具有分子小、重量轻、粘度低和被岩石吸附能力小、运移速度快、扩散能力强、运移途径长等特征,所以聚集在一个气藏或气苗中诸气体组分,除具同一成因外,也有混合成因的.以往仅根据其主要组分的成因,把整个天然气藏统归同一成因,而忽视了不同成因的混合气藏(苗)的研究.近几年来,由于重视了天然气组分的同位素测试,我国有很多气藏(苗)是具有不同成因混合气藏的特征的.      

松辽盆地北部二氧化碳气藏成因地球化学研究

松辽盆地北部深层已发现的二氧化碳(CO₂)工业气藏主要处于徐家围子断陷带深层,火山岩储集层的岩石化学数据表明,徐家围子的火山岩以钙碱性为主,为幔源岩浆分异作用的产物。徐家围子断陷带昌德东气藏天然气中的CO₂ 含量高(89.73%~90.38%),CO₂的碳同位素值为-6.61‰~-4.06‰,落在无机成因区,3He/4He值为3.9×10-6和4.5×10-6,介于幔源与壳源之间,伴生甲烷同系物的碳同位素呈倒序排列,具有无机成因气负碳同位素系列的特征。CO₂/3He值为1.9×109,指示出气藏中CO₂是上地幔脱气成因。火山岩储集层岩石化学数据和气体化学成分判别的结果说明徐家围子断陷带昌德东气藏的形成和幔源岩浆有关,其CO₂是无机幔源成因。      

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。     

吐哈盆地天然气成因的再认识

吐哈盆地是我国西北典型的侏罗系含煤盆地,发育丘东-温吉桑型、巴喀型及依拉湖型3种类型的天然气。根据最新的地球化学研究及分析结果,对丘东-温吉桑型、巴喀型天然气的成因进行了重新分析,认为巴喀型的天然气并非煤成气与幔源气的混源,而是受生物降解所致;丘东-温吉桑类型的天然气也不是"生物-热催化过度带"形成的煤成气,而是深层上二叠统湖湘泥岩生成的油型气与中下侏罗统煤系源岩生成的煤成气的混合。     

天然气地球化学数据的获取及应用

天然气地球化学研究已成为天然气藏勘探开发的重要基础工作。由于气源的混合性和天然气化学组成和同位素组成影响因素的多样性使得天然气藏的形成过程极为复杂 ,同时也给天然气地球化学研究带来了极大的困难和严格的要求 ,故而 ,获取精确的地球化学分析数据无论对科学研究还是对气藏的勘探开发来说都非常重要。不同成因的天然气类型和同一源岩不同演化阶段生成的天然气具有不同的化学组份和不同的稳定同位素特征。根据气体化学组份和稳定同位素特征可初步确定天然气的成因类型。在天然气类型确定后 ,利用天然气碳同位素与 Ro 之间的关系式可以确定天然气的成熟度。而系列碳同位素之间会存在差异 ,存在差异的原因可能是多种多样的。稀有气体可作为判识天然气来源的一个辅助指标 ,用此指标可鉴别天然气中是否有深部气体的混入。当确定天然气中无深部气体混入时 ,可利用4 0 Ar/ 36 Ar比值对烃源岩的年代做出初步的估算。应用地球化学参数在解释天然气形成特征时 ,必须结合实际地质背景进行