天然气的混合类型及其判识

通过对天然气独特的物理、化学特征研究,探讨了不同成因来源天然气混合的机理和条件,将天然气混合划分为有机来源与无机来源的混合、有机质不同母质形成天然气的混合和不同成熟阶段有机成因气混合等三大类型。通过具体实例解剖研究了天然气混合的判识,初步建立了不同成因类型天然气的混合的模式。     

四川盆地天然气的有机地球化学特征及其成因

四川盆地的大中型气田在层系上和区域上的分布是不均匀的，以川东石炭系最为集中，根据盆地天然气的气态烃，浓缩烃和非烃的组成特征及气态烃碳同位素组成特征，结合大中型气田在层系上和区域上的发布特点及盆地内主要烃源岩地地化特征，本文得四川盆地天然气均有机因气，不同区块不同层系的产天然气分属不同成熟阶段的油系气和煤系气及共混全气的结论，并从地球化学角度提出了威远震旦系气藏为水溶脱出气成藏的观点。     

天然气中稀有气体同位素的分析技术

在天然气稀有气体同位素分析技术方面,目前国内存在着主机辅助设备不足和检测项目较少等急需解决的问题,为此,本文建立了高真空、低漏率和低本底的天然气进样系统,成功地解决了实验室分析过程中空气Ar对天然气样品Ar的污染,获得了天然气中40 Ar/ 36Ar的准确值,新测比值较国内外已发表的40 Ar/ 36Ar值普遍高,二者差值的大小与天然气中Ar的含量密切相关。同时,应用自制的液氮调温冷阱实现了Ar与Kr+Xe的粗分离和天然气Kr与Xe同位素组成的检测.     

同位素和微量元素的三元混合模式判据及其应用

近年来，不少研究人员提出了利用同位素和微量元素比值或含量为参数的二元混合模式的方程、支霞臣等曾对三组分混合方程进行了讨论，但没有提出同位素比值混合方程和进行判别应用。本文将推导出三元混合模式的一般方程，同时给出此判据的应用实例。     

辽河盆地天然气中重烃异常富集重碳同位素的成因探讨

近年来大量的研究结果表明天然气碳、氢同位素组成特征是判识天然气成因类型、进行气源对比、估算天然气的成熟度和确定天然气是否被次生改造等的有效地球化学手段。通常认为甲烷的碳同位素组成主要受源岩的母质类型和热演化程度的影响,乙烷、丙烷等重烃碳同位素组成主要决定于源岩有机母质的碳同位素组成,同时也明显地受热演化程度的影响。在辽河盆地发现一类碳同位素组成异常的天然气。这类天然气是分布于辽河盆地东部凹陷桃园地区和黄金带地区的部分浅层天然气,其甲烷的碳同位素组成δ13C₁值为-44‰～-40‰,乙烷δ13C₂值为-13‰～-6.6‰,丙烷δ13C₃值-6.1‰～+3.3‰,该类天然气的乙、丙烷异常富集重碳同位素,到目前为止在天然气藏中还是首次发现。根据地球化学资料和地质背景分析认为这天然气应是未成熟阶段的生物气或低成熟阶段的生物-热催化过度带气经过细菌氧化后形成的。     

原油二次裂解气——天然气重要的生成途径

本文通过模拟实验,结合塔里木盆地塔中北斜坡地区包括有机质成油、有机质成气及原油二次裂解成气在内的生烃剖面,说明原油二次裂解成气的门限深于干酪根初次裂解成气门限。原油二次裂解生成的天然气与干酪根初次裂解生成的天然气在组分特征和碳同位素特征上存在明显的差异。一些以原油二次裂解气为主要气源所形成气藏的实例,表明原油二次裂解气可以作为特殊的重要的天然气来源。     

松辽盆地徐家围子断陷无机成因天然气及其成藏模式

通过对徐家围子地区天然气组分、同位素资料以及气体包裹体资料的综合分析认为 ,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 ( >- 2 0‰ )和负碳同位素系列(δ13C1>δ13C2 >δ13C3)的同位素分布特征 ,表现出无机成因烃类气体的特点。高含量的无机CO2 气体和幔源氦的发现 ,指示着该区无机成因天然气主要来自于地球的深部。地幔热柱上升在地壳不同圈层中引起的岩浆火山活动是无机天然气的主要来源 ,而由此形成的地壳“网状”结构和基底大断裂是无机气上升运移至浅部聚集成藏的主要运移通道。构造活动间歇期和活动期分别以渗流方式和幕式涌流方式向上运移可能是深部流体运移的两种主要方式。古隆起带、岩浆侵入带以及基底大断裂带是无机成因天然气的有利聚集带。     

塔里木盆地喀什凹陷克拉托天然气来源分析及聚气特征

塔里木西南喀什凹陷的克拉托天然气主要表现为原油的溶解气或者湿气,甲烷含量为74.59%~85.58%,克4井和克30井天然气则为较干的湿气。克拉托天然气的δ13C1值为-41.2‰~-40.6‰,δ13C2值为-30.0‰~-27.4‰。气源对比表明克拉托天然气主要源自具有混源母质特征的中侏罗统湖相烃源岩,不同于源自石炭系烃源岩的阿克莫木天然气。喀什凹陷的中-下侏罗统烃源岩主要是由于新近系的巨厚沉积才从未成熟—低成熟阶段进入成熟—高成熟阶段,生成的油气在克拉托背斜圈闭中聚集,虽也属晚期成藏,却具有连续聚气的特征。上新世末期,喀什凹陷的周缘开始抬升,早期油气藏受到破坏,形成了现今的地表油气苗或油砂。     

松辽盆地昌德气田天然气成因及成藏模式

通过对昌德气田中天然气的化学组分和碳同位素的分析发现 ,该区天然气的成因类型很复杂 ,既有有机成因天然气 ,又有无机成因天然气。昌德气藏和昌德东气藏中的天然气成因有一定的差别。昌德气藏中天然气重烃含量相对较低 ,出现重碳同位素和负碳同位素系列 ,可能有无机烃类气体的混入。昌德东气藏除有机成因的煤型气外 ,还发现有幔源成因的高纯二氧化碳气藏。非烃气体在纵向上的分布以登娄库组以下地层的营城组火山岩系地层含量最高。在平面上高含量非烃气体的分布常与深大断裂的走向一致 ,主要为无机成因     

两元混合天然气定量研究新方法

确定端元气混合比例是混源气定量研究的主要内容。以两元混合天然气为例,首先要分析混源成藏的地质条件,以确定可能的气源岩;然后根据源岩生气模拟实验与实测数据,建立端元气与混源气的地球化学模型,确定混源气的混合比例与源岩成熟度;最后将结果用于混源成藏过程分析,提出混源成藏的地球化学机制。鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳天然气为上古生界煤成气和下古生界油型气混源气。从混源气藏形成的地质条件和地质过程着手,利用天然气中甲、乙烷百分组成和碳同位素组成,建立了混合比例估算模型,并绘制了估算图版。对靖边等气田13个天然气样品进行研究,发现混源气混合比变化很大。除去全为煤成气(陕21井)和全为油型气(陕5井)的两个样品之外,11个样品上古生界煤成气和下古生界油型气比例分布分别为22%～84%和16%～78%。但总体以下古生界油型气为主,平均所占比例63.2%,说明鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳天然气以下古生界自生油型气为主。     

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气成因类型及各种成因气贡献

徐家围子断陷深层首次发现以腐泥型气为主的有机成因天然气,不同地区深层天然气成因类型及各种成因气的贡献成为研究重点。采集徐家围子断陷29口井35件深层天然气和26口井33件深层烃源岩样品,采用组分碳同位素和轻烃指纹色谱方法分析天然气和烃源岩样品,实验研究认为深层天然气主要为腐殖型气、腐泥型气、有机深源气3种成因组成的混合气,无机成因烷烃气的贡献较小。首次提出了多种有机成因类型天然气贡献定量测试方法并进行了实验验证,采用天然气甲烷碳同位素、乙烷碳同位素和甲基环己烷指数、环己烷指数、脂烃族参数5个成因类型指标,确定了腐殖型气、腐泥型气、有机深源气的5个成因类型指标端元值,利用天然气的混合配比性建立成因类型指标地球化学模型,采用非线性数学模拟方法建立计算模板,首次定量测试了徐家围子断陷深层天然气样品中3种有机成因气的定量贡献。实验结果表明,徐家围子断陷深层天然气除昌德气藏芳深1井、芳深2井有机深源气贡献为81%外,其他井的腐殖型气、腐泥型气和有机深源气平均贡献分别为62.45%、25.51%、12.02%;不同地区及井段的腐殖型气、腐泥型气和有机深源气贡献有差别,升平—汪家屯地区平均贡献分别为61.63%、20.94%、17.29%,昌德地区平均贡献分别为73.74%、14.48%、11.77%,兴城—徐东地区及断陷中东部平均贡献分别为51.98%、40.99%、7.01%。从断陷北部到中部即从升平—汪家屯、昌德到兴城—徐东地区有机深源气贡献减少、腐泥型气贡献增大,部分井段腐泥型气贡献超过43%且为主要贡献,个别井段腐泥型气贡献最大达74%,与断陷中东部烃源岩Ⅱ型有机质相对发育及断陷地层地质特征相吻合,呈现主要来源于下伏气源岩和天然气藏以垂向运移为主、侧向运移为辅的源岩控型成藏特征。     

利用甲烷碳同位素研究混合气的混合体积

自然界不同源天然气的混合是一种普遍现象。混合作用是一种物理过程，混合气中某一组份的含量为该组份在各种来源气中的含量以其体积比例为权的和。因此，根据混合气的碳同位素以及被混合的气的碳同位素丰度可确定出各种被混合的气的比例。文章根据这一原理对廊固凹陷河西务构造带天然气的混合比例进行了计算，结果表明混合气中有２４%～６３%是来自石炭－二叠系的煤成气。在实际应用中，确定典型气的甲烷碳同位素丰度是基础，根据天然气甲烷同位素丰度与其源岩热演化成熟度Ｒｏ有线性关系的原理，可利用研究区源岩的Ｒｏ来确定本区的煤成气或油型气甲烷碳同位素的丰度。     

松辽盆地庆深气田天然气成因类型鉴别

通过对松辽盆地徐家围子烃源岩和原油热模拟实验、烷烃气碳同位素组成分析, 认为在高演化阶段单一热力作用可以引起重烃气(δ13C₂ > δ13C₃ > δ13C₄) 碳同位素组成倒转, 但CH₄与C₂H₆(δ13C₁ > δ13C₂) 却很难发生倒转.庆深气田天然气重甲烷碳同位素组成、烷烃气碳同位素完全倒转、高稀有气体同位素组成(R/Ra > 1.0), 说明该气田天然气来源具有多样性.利用R/Ra与CO₂/3He和R/Ra与CH₄/3He关系对庆深气田天然气成因类型进行识别, 认为该气田烷烃气中甲烷有部分为无机成因, 重烃气则为有机成因.该地区高地温梯度导致有机成因重烃气碳同位素组成发生倒转, 而CH₄与C₂H₆碳同位素组成倒转主要与重碳同位素的无机甲烷混入有关.      

南海沉积物中烃类气体(酸解烃)特征及其成因与来源

烃类气体是形成天然气和天然气水合物的物质基础,可通过顶空气、吸附烃和酸解烃等方法来探测。南海473个站位767件沉积物样品的酸解烃分析结果表明,甲烷含量为0.8~22153.6μl/kg,平均为335.8μl/kg,并可分成台西南—东沙、笔架南、琼东南—西沙海槽、中建南—中业北、万安—南薇西和南沙海槽等6大异常区,其中南沙海槽是异常最强烈的地区,台西南盆地次之。154件甲烷样品的碳同位素分析结果表明,其δ13C1值为-101.7‰~-24.4‰(PDB标准,下同),平均为-44.5‰,其中南沙海槽的δ13C1值明显偏低,为-101.7‰~-71.4‰,应是微生物气或是以微生物气为主的混合气,而南海其他地区的δ13C1值相对较高,为-51.0‰~-24.4‰,明显属于热解气。     

混合类型地质变量亲近关系度量模型

矿产资源定量预测中,地质变量在时间域与空间域上存在着质与量的差别,无论在数据采集上或信息量的提取中都存在着不平衡性。地质变量的这种不平衡性是由地质背景中的庞大噪声体系及工作系统误差造成的,在一定程度上将影响地质定量预测模型的稳定性与效果。针对上述问题提出一种将传统地质变量与非传统地质变量进行语义融合的组合度量方法。该法主要通过模型区与预测区中的共有变量集合与独有变量集合筛选,确定传统变量与非传统变量的定义与赋值方法,再通过空间联系度混合游程检验与质检验确定母体归属关系,建立非传统地质变量的替代组合度量模型,解决模型区定量预测模型外推过程中的质量塌陷与信息丢失问题。最后通过实际案例计算证实了该方法的有效性。     

Saline-Alkali(Mixed) Dust Storms and Their Main Generation Mechanism

正The exposed surface of the dry salt lake basin contains a large number of extremely fine lightweight saline-alkali(mixed)dust and clay dust.It is extremely easy to dust and since saline-alkali lake is low-lying and its temperature     

我国凝析油的成因类型及其地球化学特征和意义

近十几年的勘探实际表明，在我国一些含油气盆地中，许多天然气藏均伴生一定量的凝析油（或轻质油）。按母质类型可将凝析油分为海相腐泥型有机质生成的凝析油、煤系地层腐殖质有机质生成的凝析油、陆相混合型有机质生成的凝析油。本文较详细地从成因机理上讨论了这三种不同成因凝析油的形成特点。海相腐泥型有机质一般在有机质热演化达到高成熟－过成熟阶段，由干酪根或早期形成的高分子液态烃热裂解才形成凝析油。煤系地层中腐殖型有机质从低成熟到过成熟各个阶段所生成的一定量的液态烃一般主要以凝析油的状态与天然气相伴生。陆相混合型有机质从低成熟到过成熟阶段也都可能形成凝析油。利用凝析油单体烃的组份特征，石蜡指数和庚烷值对我国主要含油气盆地凝析油的成熟度进行了计算，所得结果，大都与地质实际相吻合。研究表明我国凝析油成熟度的分布范围从低成熟到过成熟均有。三种不同成因的凝析油其地球化学特征具有一定差异，煤系地层腐殖型有机质形成的凝析油从组份来讲相对富含芳烃，其芳烃含量一般为１６.２～２３.５%，饱和烃/芳烃值为３.２～５.２，同时其姥鲛烷/植烷值相对较高，通常均大于３；而海相腐泥型有机质生成的凝析油则相对富含饱和烃，其饱/芳比值为１１.８～１８.２，同时姥蛟烷/植烷值较低，一般小于1。陆相混合型有机质生成的凝析油则介于二者之间。三类不同成因的凝析油它们的芳烃组份(蔡系、联苯系和药系)和低分子生物标记物(菇类化合物)以及烷烃和芳烃组份的碳同位素组成都具有明显的差异。利用凝析油的这些地球化学特征可以有效地判识凝析油的成熟度和成因类型，从而确定与之相伴生的天然气的成因或来源。     

柴达木盆地三湖地区第四系生物气的形成途径与运聚方式

柴达木盆地三湖(台吉乃尔湖、涩聂湖、达布逊湖)地区第四系生物气区是我国最大的生物气区。笔者系统采集了该气区21个天然气样品,测量了其组分和碳同位素组成,重点探讨了生物气形成途径和运聚方式。生物气δ~(13)C_1和δ~(13)C_(CO_2)均随深度增大而变重,显示了CO_2还原途径成气的特征。生物气δ~(13)C_1、δ~(13)C_(CO_2)和δD分布与CO_2还原方式形成的生物气的相应同位素值分布范围接近。在有关成因图解中这些数据主要位于CO_2还原途径成气范围内。生物气CO_2和CH_4之间的碳同位素分馏系数α_c>1.055,具有CO_2还原途径成气的特征。柴达木盆地第四纪干旱的古气候、较低的古温度、较高的沉积速率和水体中较高的硫酸盐含量使得甲烷菌的大量繁殖只能在较大的深度范围内才能实现,从而,有利于CO_2还原途径成气作用进行。涩北一号、涩北二号气田生物气δ~(13)C_1组成分布可能表明,生物气形成以后沿疏导层水平运移进入气藏,基本不存在垂向运移。该项研究对于进一步深入探讨生物气成因、形成条件,确定生物气模拟实验方式与条件,计算生物气资源量,建立成藏模式和选择天然气有利勘探区块均具有重要价值。     

原煤尾气和煤渣中多环芳烃相关性测定

对原煤、尾气和煤渣中多环芳烃进行了相关性测试。在模拟工业锅炉代表性燃烧条件下将烟煤和无烟煤样品在管式炉中燃烧，分别采用ＧＣＭＳ和ＨＰＬＣ法对原煤、尾气和煤渣中的多环芳烃种类和含量进行了定性和定量测定。通过在特定条件下某一煤种中多环芳烃种类、含量在燃前、燃后变化的相关性，探索煤中多环芳烃在燃烧过程中的衍变规律     

广西富贺钟钨锡多金属矿集区稀有气体同位素特征及其地质意义

桂东北富贺钟地区是广西重要的有色金属基地之一, 在姑婆山复式岩体的西南缘产出有新路、水岩坝和珊瑚3个主要钨锡多金属矿田。本文对不同矿田典型矿床分别开展了稀有气体同位素研究, 根据黄铁矿流体包裹体He、Ar、Ne同位素组成, 进一步讨论了区内钨锡成矿流体来源和壳-幔成矿作用过程。结果表明, 黄铁矿流体包裹体3He/4He=0.53~4.53 Ra、40Ar/36Ar=315.58~600.55、38Ar/36Ar=0.18688~0.19102、20Ne/22Ne=9.737~9.848、21Ne/22Ne=0.0291~0.0304, 显示成矿流体为地壳流体、幔源流体和饱和大气水的混合物, 成矿过程中有地幔物质的加入, 地幔He约占8.7%~75.7%。结合区内成岩、成矿的测年资料及岩石成因等综合分析认为, 区内中生代发生了多期次壳-幔相互作用, 且作用强度经历了强→弱→强的演化过程, 分别导致了姑婆山岩体主体岩性(165~160 Ma)和晚期细粒花岗岩(154~151 Ma)的侵位, 以及钨锡多金属成矿作用(136~100 Ma), 成矿与晚期的细粒花岗岩同位但不同时。