济阳坳陷花沟地区高含He气藏成藏分析

He气在天然气藏中的含量很低,一般小于01%.它既有重要的工业价值,又是天然气尤其是非烃类天然气成因的重要区分标志.济阳坳陷花沟地区上第三系明化镇组(Nm)发现的花501气藏,He气含量达3.08%.气藏中气体成分复杂,既有以N₂和CO₂气为主的非烃类气层,又有以CH₄为主的气层,是一个多元复合成因的特殊气藏.δ13C_CO2=-8.3‰,3He/4He=447×10-6,这些代表性指标表明N₂、CO₂和He等非烃气主要是幔源成因;δ13C1=-48.8‰,表明CH₄气是下第三系生成的有机成因的油型气.气藏位于济阳坳陷和鲁西隆起的结合部,受高青断层这一中生界以来长期活动的深大断裂控制,与多期次岩浆活动密切相关.CH₄气层与N₂、CO₂及He气等非烃气层是两期成藏的产物.CH₄聚集成藏早,而高含He的非烃类气的聚集成藏发生在距今3Ma以内.      

干酪根裂解气和原油裂解气的成因判识方法

天然气既可来源于干酪根的裂解气,也可来源于原油的裂解气。对于腐泥型有机质,绝大部分天然气是来自源岩生成的原油裂解气,只有部分来自干酪根的裂解气,因此天然气气源研究不仅要指出来自哪套源岩,还需指出它的成因,尤其是高演化地区天然气气源研究。该文以塔里木盆地海相腐泥型天然气为例,根据天然气组成ln(C₂/C₃)与(δ13C₂-δ13C₃)以及甲烷碳同位素特征判识其成因。塔北地区的干气主要为干酪根晚期裂解气,塔北英买力奥陶系及塔中石炭系的天然气主要为原油裂解气。      

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。     

东北和西南日本岩浆气N_2/Ar比值的差异:板块俯冲不同状态的新证据

<正> 1 引言 诸如日本和新西兰岛弧的火山气体的N_2/Ar比值通常高于大气。这种高比值归因于俯冲的大洋沉积物提供的N_2的加入(Matsuo等,1978)。根据昭和新山(这是个自1944年以来一直释放岩浆气的年轻火山)的火山气数据,东北日本岩浆气的N_2/Ar和He/Ar比值估计各为4250和2.1这些值与海洋沉积物在真空中加热释放出的N_2/Ar比(150～21000)一致,也与热水中观察到的1至6的He/Ar比相符。利用文献资料,Kiyosu(1986)指出,东北     

准噶尔盆地乌夏地区天然气地球化学特征

准噶尔盆地乌夏地区天然气主要含烃类气体,以甲烷为主,干燥系数平均为0.8801,多为湿气,V(iC₄)/V(nC₄)平均为0.88,V(iC₅)/V(nC₅)平均为0.99,热演化程度较高。非烃气体中氮气含量较高,其次为二氧化碳,氧气含量最少,不含硫化氢。随着深度增加,天然气相对密度、干燥系数、甲烷含量、重烃气含量和非烃气体含量可按规律分为7个变化带。天然气具有δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃<δ¹³C₄的正碳同位素系列特征,烷烃气是原生型有机成因气。天然气源岩Ro为0.21%～1.66%,烃源岩主要在低成熟和成熟阶段生气,根据δ¹³C₁与δ¹³C₂-δ¹³C₁关系以及有机成因气δ¹³C₁与V(C₁)/V(C₂₊₃)关系,判断天然气的成因类型主要为石油伴生气,乌32井区可能存在凝析油伴生气。     

克拉玛依油区高矿化度重碳酸钠型水的发现与特征

在准噶尔盆地西北缘克拉玛依油区的风城池田、玛北油田的石炭系、二叠系及三叠系下部发现了矿化度高达150g/L的NaHCO₃型水(按苏林分类),是迄今为止准噶尔盆地地层水矿化度最高者,水化学特征首先是硼(B)含量高达1700～2300mg/L,是国内外文献中尚未见到的.其次是CO₃2-+HCO₃-含量非常高,占水中阴离子总量的56%～88%,CO₃2-高达31～39g/L,HCO₃-了高达14～36g/L,相应的Ca2+和Mg2+含量皆小于0.1g/L,与高矿化及NaHCO₃型水同时产出的原油密度变化较大,为0.789～0.895g/cm3.此水压力高,沿断裂从内部上升与早期形成的CaCl₂型水混合形成中局矿出应的Na₂SO₄型水,见于八区二叠系、三叠系油藏的古边水区.高矿化度NaHCO₃型水的成因,推测是在地壳深部,由成因不明的高压力、高浓度的CO₂气体进入水中形成的.根据发现点的分布,可能与深层潜伏的深断裂有关,并和轻质原油(密度<0.84g/cm3)的分布带基本一致.      

川东北飞仙关组-长兴组天然气几个地球化学问题探讨

基于川东北地区大普光、元坝和通南巴构造带百余个飞仙关组-长兴组天然气样品的分子和碳同位素组成数据,结合烃源岩和储集岩分析资料,就原油裂解气与烃源岩裂解气的区分、烷烃气碳同位素的反序分布和CO₂与H₂S的成因关系等问题进行了探讨。研究结果表明,大普光、元坝区块富含固体沥青的孔洞型气藏的原油裂解气中,丙烷相对较多,以较低的ln（C₂/C₃）值（<3.0）为识别标志。而通南巴等区块裂缝型气藏的烃源岩裂解气（可溶沥青和干酪根的高温裂解气）,具有ln（C₁/C₂）和ln（C₂/C₃）同步升高的组成特征,以较高的ln（C₂/C₃）值（>3.0）与典型的古油藏原油裂解气相区别。各构造带的飞仙关组-长兴组烷烃气存在碳同位素反序分布,可能有多种原因。其中,通南巴构造带河坝场气田飞仙关组烷烃气中的该现象,是由于龙潭组过成熟干气混入志留系气源气所致。飞仙关组-长兴组发生过TSR（硫酸盐热化学还原反应）作用的天然气中,多呈高CO₂、低H₂S和低CO₂、高H₂S两种分布模式,两种非烃气的相对含量受气藏流体-岩石相互作用体系的控制。在高含H₂S的气藏中,CO₂主要来源于烃类的氧化,并经流体-岩石交换作用,其δ¹³C值相对较负;而在CO₂异常丰富的天然气中,CO₂主要由碳酸盐岩的化学分解而来,δ¹³C较重。     

黔南坳陷震旦系—寒武系页岩解析气中氦气成因及来源

氦气由于其独特的物理化学性质及稀缺性被列为重要的战略资源。目前中国氦气资源需求缺口巨大,对外依存度极高,急需加强氦气资源的勘探及研究工作。以黔南坳陷震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组页岩（气）为研究对象,基于气体组分及碳同位素、稀有气体组成及同位素比值、页岩的主、微量元素分析等测试结果,对页岩气中氦气成因及来源进行研究。结果表明：陡山沱组和牛蹄塘组页岩气主要以N₂为主,CH₄含量次之,He含量介于（1 533.1~2 323.7）×10^-6之间,³He/⁴He值为0.009 ~0.010 Ra（Ra=1.4×10^-6）,显示以壳源氦为主。页岩气样品中²¹Ne/²²Ne值和⁴⁰Ar/³⁶Ar值高于相应的空气值,表明存在不同比例壳源²¹Ne和⁴⁰Ar加入。研究气体样品中壳源放射性成因⁴He/⁴⁰Ar的实测值与地壳放射性成因⁴He/⁴⁰Ar值接近,而远小于岩石原位放射性成因⁴He/⁴⁰Ar的理论计算值,表明可能存在地壳或岩石解析过程中空气来源的稀有气体稀释了岩石原位放射性成因的⁴He和⁴⁰Ar。基于页岩层段原位氦气生成速率与地壳氦释放通量的理论计算,页岩气样品中⁴He的原位累积时间和地壳补给时间都远小于对应地层的沉积年龄,表明地层沉积过程中存在构造运动导致原位生成的氦气发生散失。     

塔里木盆地原油C5—C13轻馏分组成及其地球化学意义

原油 C₅—C₁₃轻馏分中C₈以上组成一直是油气地球化学研究中的薄弱环节。对塔里木盆地40个海相油、湖相油与煤成油样品的C₅—C₁₃轻馏分进行了全烃气相色谱定量分析,在前人研究的基础上,结合C₇轻烃组成,对比分析了不同成因类型原油C₅—C₁₃轻馏分族组成特征。大涝坝油气田湖相油的环烷烃含量较高,雅克拉油气田海相油的支链烷烃含量较高,轮台地区和库车坳陷部分煤成油则具有较高的芳烃含量,塔东地区寒武系来源油与上述特征差异迥然,自成一体。优选出的C_7-C₉ 轻烃族组成参数可较好地区分大涝坝(N/I较高)、雅克拉(I/P较高)、轮台和库车(A/P较高)与塔东(最大I/P和N/P)等地区的原油。针对单体化合物建立的 C₈轻烃新指标 11DMCYC₆/(ctc124TMCYC₅+ctc123TMCYC₅ +cct124TMCYC₅)值与(m-+p-)Xyl/nC₈值可较好区分塔里木盆地海相油、湖相油与煤成油。     

岩石密闭热释方法评价页岩含油性特征——以四川盆地侏罗系大安寨段为例

为解决页岩含油性评价受限于游离烃蒸发损失的难题,并考虑页岩含油性评价目的和井场快速分析的需求,在结合井场低温密闭粉碎技术、改进传统岩石热解方法的基础上,建立了一种岩石密闭热释方法定量评价岩石中游离烃含量的方法。对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段页岩进行方法对比分析表明,岩石热解方法获得S₀值为0.001～0.046 mg/g,S₁值为0.165～4.648 mg/g,而密闭热释方法获得S₀值为0.026～0.984 mg/g,S₁值为0.113～5.989 mg/g;密闭热释方法获得的S₁值与岩石热解方法获得的S₁值基本相等,而S₀值提高了1～2个数量级。通过改进升温程序,井场密闭热释方法分别获得不加热条件下、90℃以前、90～300℃时单位质量岩石中的烃含量,这不仅获得了更加丰富的含油性数据,而且缩短了检测周期,满足了井场快速分析的需求。结合泥浆气测、页岩地化参数、储层流体性质等参数,评价了研究井大安寨段页岩含油量“甜点”,为页岩油含油性评价提供了一种新的实验手段。      

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。     

阿克1井天然气气源探讨

阿克1井是在塔里木盆地喀什凹陷获得工业气流的第一口探井,与该盆地其他地区相比,其天然气地球化学特征有着独特性:干燥系数大,非烃气体含量较高,甲烷碳同位素异常重(居塔里木盆地已发现的天然气之首),稀有气体3He/4He、40Ar/36Ar比值较大。根据区域烃源岩发育特征、源岩地球化学特征和热演化史,初步确定阿克1井的气源岩以石炭系为主。     

塔里木盆地天然气地球化学特征与成因类型研究

通过统计分析塔里木盆地的234个天然气样品指出：该盆地的天然气主要以烃类气体为主(烃类气体含量为80%以上,占样品总数的84%);古生界和中生界天然气中的非烃气体N₂含量高于新生界,且N₂与烃类气体（C _1-4）之间存在正相关性;古生界和中生界天然气主要为油型气,而新生界天然气则为煤成气,且δ¹³C₂和δ¹³C₃存在一定的正相关性;³He/⁴He值一般为n×10^-8数量级,表现为壳源特征,且³He/⁴He值与天然气类型没有明显关系;古生界和中生界天然气的⁴⁰Ar/³⁶Ar值整体上要略高于新生界(这与形成天然气母质中K丰度有关)。根据以上地球化学参数判定塔里木盆地天然气以有机成因类型为主。     

济阳坳陷火成岩发育特征及其与二氧化碳成藏的关系

济阳坳陷是火成岩非常发育的地区,火成岩分布层位多,分布面积大,以基性喷出岩及火山碎屑岩为主,从岩石类型上看,主要有辉绿岩、玄武岩、安山岩及火山角砾岩等;而火成岩在二氧化碳气藏的形成过程中既可以作为气源岩,也可以作为储层存在,而且火成岩的岩石类型、产状、岩相等不同,其供应和储集能力也不同,济阳坳陷已发现的平方王、平南、花沟等二氧化碳气藏成因以幔源为主,幔源二氧化碳气析出离不开断裂以及岩浆作为通道、媒介或能量来源,火成岩在二氧化碳气藏形成过程中起着至关重要的作用。本文通过分析济阳坳陷火成岩发育特征,探讨火山活动和二氧化碳气藏的关系,为胜利油区二氧化碳气资源勘探提供依据。     

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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。     

柴达木盆地天然气中稀有气体同位素特征

为了确定柴达木盆地勘探新层系，测试并分析了该盆地5个油气田的8个天然气样品的氦、氩同位素比值，探讨了其在大地构造背景、大地热流和气源方面的示踪意义。研究结果如下：①柴达木盆地8个天然气样品³He/⁴He值分布在2.0×10^-8～5.48×10^-8的范围，总体平均为3.7×10^-8，均在10^-8量级，体现了典型的壳源成因氦同位素的特征。②据³He/⁴He计算的大地热流值较低，分布于41.2~48.2 mW/m²之间，平均44.9 mW/m²，低于东部地区大地热流平均值73 mW/m²，表明该盆地具有较稳定的构造背景。③根据天然气⁴⁰Ar/³⁶Ar的年代积累效应，结合烃源岩分布特征推测，柴达木盆地东部凹陷区伊克雅乌汝构造伊深1井天然气应源于上第三系；西部坳陷区尕斯油田尕斯8-6井和尕斯475井天然气应源于下第三系；碱山构造碱1井天然气应源于侏罗系，碱山构造碱2井的天然气应源于上第三系；北缘块断带南八仙油气田仙试1井的天然气应源于侏罗系；南八仙油气田仙试8井和马北构造马北1井的天然气可能主要源于侏罗系。     

地幔流体中稀有气体同位素组成与幔源气藏

地幔流体中稀有气体同位素组成与其所处的大地构造背景和深部地幔岩浆活动性质有关。大洋中脊玄武岩的3He/4He值为8~10R;热点型地幔源区的3He/4He值最高在30R。以上;弧后盆地玄武岩和地幔包体的He同位素组成为5~22 R。,变化范围较宽;大陆地幔包体的He同位素比值为3~10Ra;金刚石的氦组分既有原始捕获的,也有外界注入的。我国东部裂谷盆地中存在3He/He比值为2.7~6.4 R。的幔源气藏,幔源气的运移和聚集成藏与区域深大断裂有关。地幔源区4Ar/3*Ar值为350左右,并随陆壳物质的加入而增高。地幔中有太阳型Ne存在,多数样品中Ne、Xe同位素比值与大气值一致,同时也发现了Ne、Xe同位素组成相对于大气的过剩现象,认为是由核成因造成的。     

长岭断陷无机成因天然气的判别与分布特征

通过对松辽盆地长岭断陷烷烃气和CO2碳同位素资料的分析,认为该地区存在无机成因天然气。烃类气体中具有重碳同位素异常(δ13 C1>-30‰)和负碳同位素系序(δ13 C1>δ13 C2>δ13 C3>δ13 C4)的同位素分布特征,CO2碳同位素分布在-4.63‰～-16.7‰,部分天然气表现出无机成因烃类气体的特点。3 He/4 He值为0.88Ra,指示有幔源氦的存在,说明该区天然气可能是壳幔混源。长岭断陷天然气藏中不仅无机成因烷烃气由北向南逐渐减少,且幔源CO2也表现出从西北向东南含量明显减少,与区域构造、断裂走向和火山岩密切相关等与无机成因烷烃气相似的分布特征。     

Geochemical characteristics of noble gases in natural gas and their application in tracing natural gas migration in the middle part of the western Sichuan Depression, China

Noble gases in natural gas, from Xiaoquan, Xinchang, Hexingchang and Fenggu gas reservoirs in the middle part of the western Sichuan Depression, China, were analysed. Results show that the volume content of crustal noble gases accounts for 97.9% to 99.7% of the total noble gas content, indicating that the noble gases in the study area are very largely derived from the crust. Moreover, the 40Ar time-accumulating effect of source rocks is used to determine the complex relationship between gases and source rocks in this area, and the results agree well with that from analysis of source rock light hydrocarbons. Due to the short migration distance, the separation of 4He and 40Ar is not significant in Xujiahe natural gas and Lower and Middle Jurassic natural gas, so it is difficult to trace natural gas migration. However, this separation characteristic of 4He and 40Ar in Middle and Upper Jurassic natural gas is significant, which indicates that natural gas migration was from the Middle Jurassic to Upper Jurassic formations. In addition, the variation trends of 3He/4He ratio and δ13C1 value indicates that natural gas migration is from the Xujiahe formation to the Jurassic layer in the study area.     

K-Ar关系在天然气气源对比研究中的应用

指出天然气藏中的氩同位素年代积累效应是建立在源岩中放射性钾随时间的放射性衰变产生40Ar的基础上;对以壳源为主的天然气而言,其40Ar主要来源于40K的K-壳层捕获。随源岩时代变老,源岩中放射性40Ar增大,40Ar/36Ar值增大。利用天然气中稀有气体氩同位素特征与不同类型源岩中母体K的关系对塔里木盆地和鄂尔多斯盆地进行研究,在对不同类型烃源岩中K2O的含量进行了尽可能的收集和整理发现,就碎屑岩、煤岩和碳酸盐岩三大类烃源岩而言,K含量的变化主要取决于源岩中粘土矿物含量的多少,其K2O在岩石中赋存量差异近10量级。认为K-Ar关系的研究在对发育多类型天然气源岩类型的含油气盆地进行气源对比研究中极有价值。