天然气研究中的稀有气体地球化学应用模式

在对天然气稀有气体地球化学特征进行系统研究的基础上，建立了有关氦、氩同位素组成的横“人”字型的成因模式并提出两种成因类型：Ａ、壳－幔复合型；Ｂ、壳源型。同时，还论述了稀有气体的年代积累效应与气源对比，进行了大、中型气区天然气地球化学综合研究。

川西南碳酸盐岩储层流体包裹体气体地球化学研究

采用真空磁力破碎包裹体与质谱计在线连接的方法 ,分析了四川盆地西南威远气田、资阳气田和隆昌气田不同时代碳酸盐岩储层中流体包裹体的化学成分和碳同位素组成 ,并结合储层地质特征 ,研究了储层流体的来源。研究表明 :流体包裹体气体成分主要以CH4和CO2 为主 ,不同时代的储层原岩流体包裹体的成分明显不同 ,同一时代储层原岩及次生脉体中气体的含量变化不一。二叠系储层原岩流体包裹体气体成分以甲烷为主 ,CH4含量一般在80 %以上 ,而震旦系储层原岩则以CO2 为主 ,CO2 含量大于 6 0 %。震旦系储层沥青脉中的包裹体CH4含量最低 ,储层原岩包裹体CH4含量次之 ,次生白云岩及方解石脉体中的包裹体CH4的含量均大于前两者 ;而CO2 的含量却刚好于此相反。依据储层原岩、次生矿物脉体和沥青脉中包裹体CH4和CO2 碳同位素组成的变化 ,讨论了二叠系 (P 3 12A、P 3 12B)和震旦系 (Z4、Z3 、Z2 )

稀有气体同位素地球化学研究进展

火山玻璃及地幔包体中的稀有气体是地内信息的有效示踪剂 ,对其研究对追溯岩浆起源、探讨地幔特征与结构等具有重要意义。在此对稀有气体同位素地球化学研究现状、稀有气体在不同构造环境中的表现及其在岩浆起源、成因、地幔结构等方面的探讨 ,以及对稀有气体在油气、金属矿体、地表水体、测年。

稀有气体与轻稳定同位素气体地球化学的应用研究

稀有气体与CO2、CH4、N2等气体及其同位素的结合研究是近年迅速发展的研究体系。本文综述了2种体系的同位素指标以及CO2/3He、CH4/3He、N2/Ar等比值指标在地质领域的研究与应用情况,简述了N2、O2等气体与稀有气体在探索地球大气演化模式方面的概况。

我国80年代气体地球化学研究

本文综述了近十年我国气体地球化学研究的成果。天然气地球化学是其中最主要的领域,在成因类型及综合判识、气源对比方面取得了较大成就。其中煤型气综合判识、生物—热催化过渡带的理论有重要学术和实践意义。稀有和非烃气体研究也有较快进展。沉积壳层幔源氦工业储集的发现属世界前例。腾冲地热区深源甲烷的探讨、大气CO_2浓度及碳、氧同位素研究、煤矿CO_2突出及其成因、地震灾害预防预报的气体地球化学研究等都进行了有益的探索。

天然气地球化学的重要分支——稀有气体地球化学

稀有气体因其在化学上活性弱、在自然界丰度低、成因均与特定的核过程相关而成为地质物体地质历程的重要示踪剂。中国科学院兰州地质研究所 (以下简称兰州地质所 )将稀有气体引入到天然气地球化学研究中 ,形成了一个具有特色的学科分支——稀有气体地球化学。尽管稀有气体与烃类气体具有不同的成因 ,但在特定条件下 ,结合研究区域的地质特征 ,稀有气体常可起到重要而特殊的作用。简要介绍了兰州地质所在稀有气体地球化学研究方面的有关成果和一些新的进展。利用 40 Ar/3 6Ar平均值将四川盆地古老的威远震旦系气藏 ( 4 0 Ar/3 6Ar平均值 70 0 9)和二叠系气藏 ( 4 0 Ar/3 6Ar平均值 1 0 1 7)很好地区别开来 ,并将威远构造威 7井二叠系气藏 ( 4 0 Ar/3 6Ar平均值 5 2 2 2 )气源确定为源于震旦系的气藏。根据 40 Ar/3 6Ar值将中原油田储层内同为第三系的煤型气 ( 4 0 Ar/3 6Ar平均值 1 1 2 5 )和油型气 ( 4 0 Ar/3 6Ar平均值 5 90 )很好地加以区分。此外 40 Ar/3 6Ar值对古潜山油藏的油源对比等也有很好的效果。根据 3 He/4He值所反映的壳幔交换信息将中国含油气区划分为 3个区块并综述了对各区的研究成果 :1东部活动区 ,壳幔挥发份交换活跃 ,3 He/4He值以 1 0 -6为主 ,部份为1 0 -7;2中部稳定区 ,3 He/4He?

石羊河流域地下水地球化学特征演化的计算机模拟研究

通过对石羊河流域地下水化学特征的计算机模拟研究表明:武威盆地的部分地区及红崖山水库是白云石和方解石的溶解区,民勤盆地则是白云石和方解石的沉淀区,蒸发浓缩作用是控制这一过程的主要因素。影响武威盆地地下水化学特征的诸因素中降雨起主导作用,而民勤盆地蒸发浓缩起主导作用。SO2-3比值的上升4/HCO-标志着研究区地下水化学类型由重碳酸盐型向硫酸盐型转化,水质正在不断恶化。

流体包裹体在油气地质地球化学中的应用

流体包裹体研究是油气形成和成藏定量化研究的重要手段。本文总结了油气藏中流体包裹体的地质地球化学意义及其在石油、天然气研究中的应用 ,探讨了烃源岩和储层流体包裹体在确定源岩演化、沉积环境、有机母质类型、成熟度、油气运移充填期次等方面的应用 ,指出目前流体包裹体油气地球化学研究应关注的几个前沿方向 :1在流体包裹体分析实验技术中 ,单个包裹体分析技术在油气地质定量化研究中具有重要的作用 ;2通过有机包裹体自然剖面与模拟实验对比研究烃类流体运移分馏 ,为建立油气成藏过程地球化学示踪指标提供基础参数 ;3通过储层中不同期次有机包裹体的化学组成、同位素组成、生物标志化合物与圈闭中已经聚集成藏的油气地球化学特征的对比研究 ,确定圈闭中油气的成因、来源和充填过程 ;4有机包裹体成烃作用研究为碳酸盐岩生烃和深层油气成因理论提供依据 ;这些方向的研究成果为深化油气理论、提高勘探水平具有重要意义。

天然气运移的气体组分的地球化学示踪

本文通过我国不同含油气盆地典型地区岩石酸解气、罐顶气和天然气中化学组分分析,结合天然气的形成和盆地的地质演化,研究了天然气运移时组分的变化。结果表明,天然气通过地层孔隙系统运移时,组分会发生明显分馏,表现在甲烷相对重烃、异构丁烷相对正构丁烷的优先迁移。酸解气、罐顶气和成藏天然气中C1/C2+、iC4/nC4及总烃/非烃等比值,是天然气运移示踪的有效指标。

中国东部新生代碱性玄武岩中的流体组成及其碳、氧同位素地球化学特征

利用热分解质谱法测定了中国东部新生代碱性玄武岩中流体挥发分的组成，并对不同温度段释放出的CO2气体测定了C、O同位素值。流体组成和CO2的C、O同位素值表明中国东部上地幔源区的不均一性，与其中所含幔源岩捕虏体相比，碱性玄武岩浆发育在相对氧化的环境中，并有外来流体组分的加入。

实验室条件下微生物降解原油的地球化学特征研究

通过对胜利油田四个正常原油样品微生物作用前后的族组分及饱和烃色谱质谱分析,发现实验室条件下微生物对原油有明显的降解作用。微生物作用以后的原油族组分其饱和烃相对含量降低,饱/芳比也明显降低,而芳烃、非烃和沥青质的相对含量都不同程度的升高。通过饱和烃色谱—质谱分析,发现微生物作用以后原油正构烷烃被严重降解,姥/植(Pr/Ph)比值和∑C21-/∑C22+比值都明显降低。微生物作用原油后能产生表面活性剂,造成了培养基表面张力的降低。

有机体及其沉积演化产物的氢同位素地球化学研究进展

从有机体、现代沉积物、干酪根、煤、石油和天然气的氢同位素组成特征来看,不同赋存状态有机质的氢同位素组成具有不同的特征。有机体的氢同位素组成首先受控于共生水介质的氢同位素组成,而共生水介质的氢同位素组成具有继承效应,族组分的氢同位素继承效应更为明显。相同水环境形成的有机体中类脂化合物的δD值小于蛋白质和碳水化合物的该值,同一环境的现代沉积物中脂肪酸的氢同位素小于腐殖酸的氢同位素组成。干酪根的氢同位素组成和源岩沉积环境有着密切的关系,可以指示沉积时水的盐度,而与干酪根的类型关系不大。在热演化过程中干酪根的稳定的同位素组成基本不发生变化。煤岩主要形成于淡水环境,有整体贫D的趋势。同一煤岩组分中藻质体的氢同位素组成较轻,丝质组的最重,镜质组的介于二者之间。石油的氢同位素组成取决于生油母质的氢同位素组成,因此也可以反映源岩的沉积环境。母质干酪根类型和成熟度对石油的氢同位素组成影响不大。同一石油样品中不同族组分的氢同位素具有饱和碳氢化合物<芳香族碳氢化合物<含氮、硫、氧化合物的特征。天然气的氢同位素也是母质氢同位素的反映,另外它还受成熟度的影响。因此,天然气氢同位素组成可以反映源岩的沉积环境,同时在某种程度上也可以指示成熟度。

柴达木盆地第三系生物气的地质地球化学证据

柴达木盆地中广泛分布的第三系能否生成生物气并构成商业气田的问题一直悬而未决。2001年6月20日,在柴达木盆地伊深1井1319.0～1322.5m第三系首次发现了天然气商业气藏。经分析,该井天然气烃类气体中以甲烷占绝对优势,为98.01％;重烃含量极低,仅为0.17％;C1/C1-5高达0.998;δ13C1非常轻,为-67.3‰,是典型生物气的特征。天然气40Ar/36Ar为318.0,说明其气源岩年代较新,可能为第三纪或第四纪。结合天然气地质条件认为,该井天然气应为第三系自生自储的生物气。这一认识对进一步深入探讨柴达木盆地生物气形成机制和成藏规律,扩大天然气资源量,拓展天然气勘探新领域具有重要意义。图1表2参11（张晓宝摘）

地层条件下天然气扩散过程中地球化学组分变化的模拟实验研究

采用固体样品,实验模拟了地层条件下(8MPa,70℃)气藏天然气在扩散过程中的地球化学变化特征。模拟实验结果研究表明:a)随着天然气扩散作用的进行,气藏气中甲烷的相对百分含量逐渐减少,而乙烷和丙烷的相对含量相应地增大;扩散气与气藏气存在类似的组分变化趋势,但扩散气中甲烷的相对百分含量高于同一时间气藏气中甲烷的相对百分含量,而乙烷及丙烷的相对百分含量低于气藏气中乙烷和丙烷的相应值,这些都是地层色层效应的具体体现;b)同一时间气藏气中正丁烷的相对百分含量高于扩散气中正丁烷的相对百分含量,而异丁烷的相对百分含量低于扩散气中异丁烷的相应值,这也是地层色层效应的结果;c)C1/(C2+C3)和iC4/nC4可作为天然气运移的地球化学指标;d)气藏气和扩散气组分百分含量与气体扩散比例之间分别存在对数线性相关关系和二次函数相关关系,这种函数关系可为应用模拟实验结果计算气藏扩散量,评价气藏天然气资源前景,探讨天然气在扩散过程中的组分变化以及预测同源不同层天然气藏资源量提供启示。

酒西坳陷青西凹陷富油的地质—地球化学因素分析

青西凹陷下白垩统暗色半深湖相—深湖相的泥岩、白云质泥岩和泥质白云岩为研究区主力烃源岩 ,其沉积时为整体上处于封闭—半封闭强还原—还原环境的断陷湖泊 ,有利于有机质的保存和转化 ,且烃源岩厚度占地层比例均大于 5 0 %以上 ,加之有机质类型以混合型为主、有机碳含量普遍大于 1% ,为油田形成提供了重要的物质基础。喜山期构造运动形成了许多挤压逆断层、剪切性断层和构造缝 ,造成地层和构造叠覆 ,为有机质成熟、运移和聚集提供了动力和空间 。

塔里木盆地石炭系烃源岩热模拟实验地球化学研究──Ⅰ.气态和液态产物的产率及演化特征

对塔里木盆地石炭系低成熟的泥岩和灰岩生油岩进行了热模拟实验研究。结果表明，气态烃产量随热模拟温度升高呈增加趋势，400℃时开始急剧增加，并且泥岩增加的速度要高于灰岩；气态烃中甲烷、乙烷和氢气组分的产率在400℃时达最大值；甲烷的碳同位素较重，为-37.5‰—-34.0‰；液态烃产率的高峰温度是，泥岩为300℃，灰岩则为350℃，表明灰岩生油高峰滞后。这些资料反映了石炭系泥岩和灰岩具有不同的油气生成演化过程，在生油岩成熟度较低的地区，泥岩生烃无疑是重要的；石炭系烃源岩生成的天然气具有重的碳同位素组成。

深部物质运动的气体地球化学特征

根据氦同位素地球化学资料讨论了中国东部和云南腾冲地区上地幔的脱气。尽管地球脱气作用主要发生在地球形成时的十亿年间，但是后期的脱气作用仍是影响大气圈演化的主要因素。在两种力学性质不同的构造带──中国东部大陆裂谷和位于欧亚板块与印度板块缝合带的腾冲火山区，采集了天然气样，并分析了气体组分和氦同位素组成，较高的￣３Ｈｅ／￣４Ｈｅ值和地质、地球物理资料表明天然气和温泉气中的氦相当一部分是来自上地幔。来自上地幔的氦和其他气体自第三纪以来不断在气藏中聚集或向大气中逃逸。伴有源于上地幔的岩浆活动的地幔脱气是深部物质运动的具体表现形式，它对新生代气候演变可能有直接影响。

天然气地球化学研究及有关问题探讨

从天然气成因、煤型气、生物—热催化过渡带气、碳同位素和稀有气体同位素等方面评述了我国天然气地球化学的研究成果。对研究中的一些问题提出了看法。

青海湖QH1孔晚全新世沉积物稀土元素地球化学与气候环境关系探讨

通过对青海湖QH1孔沉积物稀土元素丰度分布模式及稀土总量(REE)的分析结合沉积物中TOC含量粒度参数的变化特征探讨了稀土元素纵向变化与气候环境之间的关系. 结果表明青海湖沉积物中稀土元素总丰度值不高平均值为63mg/kg不包括Y左右. 总体上表现以半干旱的环境为主导化学风化作用相对微弱. 同时湖泊沉积物具有轻稀土相对富集缓右倾斜型CeEu基本上无明显异常的REE分布模式. 稀土元素与总有机碳TOC粒度之间存在较好的相关性. 分析表明沉积物中REE高值段指示暖湿气候环境REE低值段代表冷干气候环境. 根据稀土元素分布与沉积环境的关系重建了8500aBP以来青海湖区经历4次较大的暖湿-温干-暖偏湿-冷偏干的气候演化过程. 从而得出在高寒半干旱地区的青海湖沉积物中稀土元素对古气候变化具有良好的指示作用.

缺氧环境及地球化学判识标志的探讨——以鄂尔多斯盆地为例

在地质历史时期 ,古缺氧环境对沉积有机质的数量和质量都具有重要意义。对于优质烃源岩而言较高的有机质数量、较好的有机质质量无疑是主要条件。在综合国内外研究成果的基础上 ,结合鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩的微量元素和有机质丰度等的研究 ,着重讨论了微量元素、稳定同位素和有机质等判识缺氧环境的地球化学指标情况 ,并建立了缺氧环境基本特征及判识指标的综合体系。缺氧沉积中一般为V、Mo、Zn等金属和有机碳富集程度高 ,DOP >0 .4 0 ,V/(V +Ni) >0 .4 5 ,U/Th >0 .75 ,δCe >- 0 .1,Pr/Ph <1。研究表明 ,地球化学 -沉积学的综合指标能更有效地判识和反演古缺氧环境。