湘鄂西龙马溪组页岩解析气同位素组成特征及应用

湘鄂西地区位于中扬子板块,研究区龙马溪组富有机质页岩的有机质类型以Ⅱ1型为主,Ⅱ2型次之,TOC含量高,有机质热成熟度高,页岩矿物以脆性矿物为主,黏土矿物次之。通过分析三个实验阶段(20℃、65℃、90℃)解析气样发现,气体中CH4含量较高(90. 34%~99. 64%),含有少量非烃气体。龙马溪组页岩气CH4碳同位素值为-41. 9‰^-30. 8‰,C2H6碳同位素值为-42. 3‰^-36. 2‰,δ2HCH4为-193. 4‰^-156. 0‰,随着成熟度的增加,CH4碳同位素、C2H6碳同位素以及CH4氢同位素都有升高的趋势。烃类气体碳同位素具有明显的倒转现象,即δ13C1>δ13C2。根据解析实验三个阶段的气体同位素特征和测得的各阶段含气特征建立游离气与吸附气所占比例的计算公式,进一步推算出解析过程总含气量中所含有的游离气量以及吸附气量。