氩同位素气源对比原理及应用条件

稀有气体氩及其同位互素组成在气源对比中越来越引起人们的重视。本文从理论和实践上对天然气中氩的来源，源岩中氩的赋存态和演化，进入天然气中的机制以及对天然气中氩同位素组成的影响进行了系统，根据前人的工作和近年来的研究，讨论了氩同位素在天然气地质学中的应用，指出了天然中氩内位素组成的控制因。强调源岩年齿对天然气氩同位素组成的控制作用以及储层时代效应和其它因素对氩同位素组成的影响，为进一步研究和利用氩同位     

沉积岩钾、氩分布与天然气氩同位素——以渤海湾、四川和鄂尔多斯盆地为例

本文对渤海湾盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地等天然气产区41个不同深度、不同时代和不同岩性的油气源岩和储集岩利用K-Ar年龄测定法进行K、Ar分析、表面年龄测定和粘土矿物分析,探讨了沉积岩中钾、氩的时代和区域分布特征及泥质岩钾含量与粘土矿物中伊利石含量的关系,并对泥质岩和碳酸盐岩的钾氩分布进行对比研究,指出了沉积岩钾丰度的时代演化旋回及其特点.并讨论了岩石中的钾氩来源及赋存状态以及天然气中氩的来源及其进入气藏的运移机理.     

沉积岩钾、氩分布与天然气氩同位素--以渤海湾、四川和鄂尔多斯盆地为例

本文对渤海湾盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地等天然气产区41个不同深度、不同时代和不同岩性的油气源岩和储集岩利用K-Ar年龄测定法进行K、Ar分析、表面年龄测定和粘土矿物分析,探讨了沉积岩中钾、氩的时代和区域分布特征及泥质岩钾含量与粘土矿物中伊利石含量的关系,并对泥质岩和碳酸盐岩的钾氩分布进行对比研究,指出了沉积岩钾丰度的时代演化旋回及其特点.并讨论了岩石中的钾氩来源及赋存状态以及天然气中氩的来源及其进入气藏的运移机理.     

天然气非烃地球化学

国家自然科学基金资助项目“富含非烃天然气的同位素特征及其成因”(批准号:0488013)研究于1989年1月开始执行,1991年12月完成。在三年的研究中,课题组人员考察了中国东部大陆裂谷内的断陷盆地,获得了大量第一手资料,主要分析了氦、氩、氖、氮、二氧化碳的同位素组成,重点剖析了三水盆地和渤海湾盆地富含非烃天然气的成因及裂谷演化过程中壳幔间的能量和物质交换。取得了如下主要成果: (1)根据广东三水盆地天然气中氮的δ~(15)N值(—57～+19‰)、结合地质资料,提出该区天然气中低浓度氮主要源于沉积有机质而高浓度氮主要源于岩浆的新认识。 (2)通过研究天然气中氦、氖和氩同位素组成,发现中国东部大陆裂谷内天然气中大气来源的稀有气体可     

广东三水盆地天然气非烃组分同位素地球化学

根据广东省三水盆地天然气中氦、氩、二氧化碳和氮等非烃组分的稳定同位素地球化学特征,探讨了该区天然气的来源以及大地热流。测得天然气中3He/4He（R）值为（1.60-6.36）×10-6,比大气的3Ne/4He（Ra）值(1.4×10-6)大:氩的稳定同位素组成(40Ar/36Ar=450-841)较大气氩富40Ar;二氧化碳的δ13C（PDB）值在-20-2‰的范围内,δ13N（Air）值在-57-+95‰之间:根据（?）He,4He值求得研究区的大地热流值（Q）为72-82mWm-2。大地热流和非烃组分同位素组成的高值以及研究区特别发育的火山岩等地质资料表明三水盆地有较强的地球深部流体（物质的和热的）向上溢出。一些油气藏中相当一部分氦、氩和氮来自地幔,各种天然气中均混有地壳来源的非烃气体。贫13C的二氧化碳气主要为地层中有机质分解的产物;富13C的二氧化碳则主要来自岩石化学反应的产物,并混有深部来源的二氧化碳。相当一部分大地热流源于上地幔。     

胜利油田天然气氩同位素特征

对胜利油田21个天然气样进行氩同位素组成分析,结合甲烷碳同位素组成特征和地质背景,阐明了天然气中40Ar/36Ar比值分布规律及其与源岩?储层的关系,进而讨论了天然气中空气氩和放射成因氩的分布规律,指出胜利油田存在着生物-热催化过渡带气?油田伴生气?煤型气和富CO₂气?它们具有各自的氩?碳同位素组成和演化特征?第三系和中生界自生自储天然气的40Ar/36Ar比值分别为335和564?通过数学分析,首次确定古生界和前震旦系新生古储天然气的储层时代效应系数分别为1.25和1.47?并认为前震旦系储层中天然气来自第三系,而储于古生界的天然气是约70%的第三系油型气和约30%的中生界煤型气混合的结果?与岩浆作用有关的无机CO₂和第三系有机成因烃类气混合形成平方王富CO₂气藏?     

天然气的扩散模型及扩散量的计算方法

盖层的存在是天然气成藏和保存的必要条件之一,而浓度封闭又是盖层的一种重要的封闭机理。在前人工作的基础上,研究了浓度封闭的机理,进一步系统建立了天然气扩散的地质和数学模型,并给出了模型的初始化条件,对天然气扩散量的计算方法作了讨论。     

矿产勘查系统分析的理论和方法

本文粗浅地探讨了如何在矿产勘查中应用系统分析。根据苏联的一些研究成果和论文以及我国矿产勘查工作者在寻找锡矿方面的实践经验,讨论了成矿单元的系统划分、不同级别成矿单元的找矿准则及不同勘查阶段的找矿手段组合等问题。     

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。     

孔隙水中NH_4~+和HPO_4~(2-)浓度异常:一种潜在的天然气水合物地球化学勘查新指标

在海洋天然气水合物的勘查与研究中地球化学方法发挥了重大作用。利用海洋沉积物孔隙水中各种离子含量和同位素异常可以有效示踪天然气水合物的存在, 其中Cl-浓度异常、SO42-浓度梯度和氧同位素组成异常已成为指示天然气水合物存在的灵敏示踪剂。通过对比有和没有天然气水合物存在的海域浅表层沉积物中孔隙水的NH4+和HPO42-含量, 发现有天然气水合物区的孔隙水中NH4+和HPO42-浓度明显偏高, 且存在与SO42-类似的浓度梯度曲线, 认为孔隙水中NH4+和HPO42-浓度异常有可能成为一种新的地球化学示踪剂, 指示天然气水合物的存在; 探讨了引起孔隙水中NH +和HPO 2-浓度异常的可能机理及精确测定这些离子含量的方法。     

氩同位素用于库车坳陷天然气主力气源岩判识

稀有气体是天然气中指示其地球化学特征的重要组分,放射成因氩( Arr)的年代积累效应广泛应用于同位素定年和天然气的气源对比.本文系统地讨论了 40Ar的形成机理及其运移进入气藏的过程,利用 40Ar的母体元素 K在煤和煤系泥岩中的丰度差异,分析了以煤和煤系泥岩为母源的天然气 40Ar/36Ar同位素组成上的不同,并利用这种差异对煤系中煤岩或煤系泥岩为源岩的天然气藏的主力源岩进行了判识,继而建立了利用氩同位素组成判识煤系烃源岩主力源岩的方法.利用此方法对塔里木盆地库车坳陷三叠系-侏罗系煤与煤系泥岩互层的烃源岩进行了探讨, 数学计算结果表明该区主力源岩为煤系泥岩, 煤对天然气藏的贡献较小.     

青海木里三露天天然气水合物野外现场识别方法研究

天然气水合物的野外识别是其勘查工作和分析研究的工作基础。我国陆域冻土区天然气水合物勘查工作程度低,且其赋存环境、产出形态和成藏机理等特 征与海域天然气水合物存在显著差异,由此也决定并急需寻找一套新的、系统的陆域冻土区天然气水合物的野外识别方法。通过对近两年青海煤炭地质局一0五勘探队在青海木里三露天地区实 施系列钻井中天然气水合物识别方法的不断分析和总结,建立了以天然气水合物冰状、沸腾、渗水现象为直接识别标志和以气测录井、岩心解析为有效鉴别方法等为主的天然气水合物野外现 场识别方法。经过进一步验证表明,以天然气水合物典型物理化学特征为支撑,以研究区零星、分散产出和连续性、对比性差等对识别水合物不利特征为客观前提建立的天然气水合物野外现 场系统识别方法可靠性高、适用性更强更广。最后,对诸多围绕天然气水合物的异常标识、直接标志和技术方法以流程的方式梳理和总结了其识别工作方法。     

东濮凹陷煤成气氩同位素地球化学特征及气源对比

据天然气中氩同位素Ar40/Ar36比值,将东濮凹陷天然气分为3组:Ⅰ组平均Ar40/Ar36=477;Ⅱ组平均Ar40/Ar36=757;Ⅲ组平均Ar40/Ar36=1097。反映该区有3类天然气。据放射成因氩(Ar40放)的年代积累效应和东濮凹陷地化特征,笔者认为:Ⅰ组为第三系自生自储的油成气;Ⅲ组为石炭一二叠系含煤地层形成、运移富集于第三系地层之煤成气;Ⅱ组为Ⅰ、Ⅲ组的混合型天然气。估算出煤成气源岩年龄约为321Ma。     

自动化~(40)Ar/~(39)Ar定年设备研制

自主研发的小型高效气体纯化系统、二氧化碳激光熔样系统、流体包裹体提取系统和空气氩标定系统,与新一代小型高灵敏度多接收稀有气体质谱仪Argus VI联机,建立了激光阶段加热40Ar/39Ar定年、真空击碎流体包裹体40Ar/39Ar定年和空气氩标定等分析测试方法。开放式Qtegra Noble Gas软件和外部设备控制器Peri Con,使用户能够方便地自主增减和控制外部设备,实现计算机自动控制。通过"触点闭合"方式,Qtegra软件触发国产二氧化碳激光加热熔样软件启动,两者协调工作,实现激光阶段加热40Ar/39Ar定年分析的实验流程全自动化。空气氩分析获得了非常稳定的40Ar/36Ar比值,展示了自制空气氩标定系统和小型纯化系统的卓越性能,可资借鉴。新建40Ar/39Ar实验室为开展油气成藏年代学研究提供了一个高精度的测试平台。     

高压-超高压变质岩外来40Ar成因探讨

高压—超高压变质带是地球上重要的地质单元,特殊的形成环境使该类变质岩的矿物中常因含有外来⁴⁰Ar而⁴⁰Ar／³⁹Ar年龄偏老,制约了⁴⁰Ar／³⁹Ar年代学在此类岩石中的应用。本文探讨了氩在不同相中的溶解度与分配系数的差异,并着重论述了扩散参数与压力的关系及压力对岩体封闭性的影响,系统总结了高压-超高压变质矿物中外来⁴⁰Ar的形成机制。此外,随Fe/Mg、Si/Al、K等组分不同,氩在矿物中保存能力的某种规律性变化、离子孔隙度研究等也从理论上为研究氩的扩散和封闭行为提供了新的视角。在高压—超高压变质过程中多种因素共同作用,氩在这类矿物中的扩散更为复杂。对外来⁴⁰Ar形成机制的探讨对揭示高压—超高压变质结晶环境、岩体开放与否、不同矿物对氩保存能力等有重要的指示意义。     

地质人员情报需求的研究

苏联地质部正深入研究和推行地质部门自动化科技情报系统,这个系统由20个自动化科技情报中心组成,其中包括1个牵头的部门中心、8个固定课题的科技情报专业化中心和11个巨大地质经济区的科技情报区域中心。但所推行的系线,只有在加入部门自动化科技情报系统的地质学所有的自动化科技情报中心,同与地质学相关的国民经济部门(有色冶金、黑色冶金、石油、天然气、煤炭、化学工业、土壤改良和水利)的自动化中心,以及同苏联科学院、苏联高等教育和     

天然气中硫化氢硫同位素组成及沉积地球化学相

四川盆地天然气中普遍含有较高浓度的H₂S。作者在四川各时代气田采集气样近120个，分析了H₂S含量资料、探讨了天然气中H₂S浓度及其硫同位素组成与沉积地球化学相的相关性。研究表明，高硫化氢浓度和高δ₃₄s值均与碳酸盐-蒸发盐岩的分布有直接的成因联系。而与煤系、碎屑岩和非碳盐的海相地层形成的天然气中其硫化氢含量低、δ₃₄s值也低。据此，本文利用硫化氢硫同位素探讨天然气的来源及沉积环境。     

泥质气源岩层内天然气扩散损失量评价——以黔南坳陷黄页1井九门冲组页岩为例

根据天然气扩散、物质平衡原理、烃浓度封闭机理和气源岩层之间扩散时间的相互匹配关系建立了评价泥质气源岩层内天然气扩散损失量的6种扩散模式以及不同模式下气源岩层天然气扩散损失量的计算方法,为定量评价部分烃浓度封闭期间气源岩层天然气扩散量、页岩气扩散量提供了可能。源岩层在受到部分烃浓度封闭期间的天然气扩散量,假设此期间不存在烃浓度封闭,则为源岩层的扩散气量与该期间上覆气源岩的扩散气量之差。利用所得模型对黔南坳陷黄页1井九门冲组页岩进行了实际应用,结果显示,黄页1井九门冲组页岩不考虑烃浓度封闭条件下的扩散气量远大于考虑烃浓度封闭条件下的扩散气量。在评价泥质气源岩层扩散量时如果存在烃浓度封闭作用,应加以考虑。     

鄂尔多斯中部气田下古生界天然气的气源研究

鄂尔多斯中部气田下古生界天然气藏的气源是目前尚未解决的重要问题。利用天然气组分的碳、氢同位素、氩同位素、轻烃组成和生物标志物组成等多指标的综合对比 ,系统地研究了中部气田下古生界天然气的气源 ,明确了油型气和煤成气的主要分布区块 ,并估算了各区块气源的混合比。研究认为 ,鄂尔多斯中部气田下古生界天然气既有石炭系—二叠系来源为主的煤成气 ,又有下古生界自身来源为主的油型气。中部气田东部区块的天然气主要为煤成气 (石炭系—二叠系来源约占 70 % ) ,中部气田北部、西部及南部区块的天然气主要为油型气 (下古生界自身来源约占 6 0 %～ 70 % )。     

天然气水合物泥浆制冷系统的野外试验研究

天然气水合物钻探取样过程中,泥浆制冷系统具有十分重要的作用。介绍了吉林大学研制的天然气水合物泥浆制冷系统的结构及工作原理。通过在西藏羌塘盆地、祁连山木里盆地和东北漠河盆地大兴安岭地区的野外应用试验,表明该套系统应用范围广,工作性能稳定可靠,可用于高海拔、高纬度的冻土带等特殊地区的水合物钻探。