天然气中甲烷和CO2的二元同位素特征

不同成因的天然气由于形成温度不同,往往会有不同的稳定同位素特征.但是,由于经常不能同时获得天然气以及它的生成母体的同位素成分,很难用单独的C或H同位素成分来确定它的形成温度.在形成天然气时,不同的温度会形成不同的二元同位素的浓度,温度越低,二元同位素的比例越大,因此只需要知道天然气本身的二元同位素的浓度,就可以确定形成温度,从而避免了需要知道天然气生成母体的同位素成分这一难题.本文利用高级量子化学计算,预测了不同温度下天然气中甲烷和CO2气体的二元同位素(Clumped isotope)的特征,提供用于天然气成因分析的新方法.     

天然气中甲烷和CO_2的二元同位素特征

不同成因的天然气由于形成温度不同,往往会有不同的稳定同位素特征。但是,由于经常不能同时获得天然气以及它的生成母体的同位素成分,很难用单独的C或H同位素成分来确定它的形成温度。在形成天然气时,不同的温度会形成不同的二元同位素的浓度,温度越低,二元同位素的比例越大,因此只需要知道天然气本身的二元同位素的浓度,就可以确定形成温度,从而避免了需要知道天然气生成母体的同位素成分这一难题。本文利用高级量子化学计算,预测了不同温度下天然气中甲烷和CO2气体的二元同位素(Clumped isotope)的特征,提供用于天然气成因分析的新方法。     

天然气中甲烷和CO2的二元同位素特征

天然气的同位素成分可以用来指导天然气的开采和评估. 近两年稳定同位素地球化学的一个新的突破是二元同位素方法的建立.美国加州理工大学John Eiler研究组的一系列开创性工作,标志着同位素地球化学的二元同位素时代的开始.     

青藏高原冻土区湿地甲烷排放及同位素特征研究

青藏高原冻土区是我国最重要的湿地分布区之一,其碳循环系统在陆地生态环境中具有重要的作用。为了系统地研究青藏高原冻土区湿地甲烷排放特征,采用静态箱采气法,通过对近地表游离气甲烷碳同位素含量进行现场测定;结合吸附气烃类气相色谱分析,利用已有的天然气气源判别图解,对研究区甲烷气源成因进行判别。结果显示,在青藏高原冻土区木里地区,土壤甲烷排放在春季最高,以生物成因为主,夏季为混合成因,秋季较低,且以热成因为主,生物作用是影响该区甲烷排放的主要因素,同时地下天然气水合物中的气体逸散作用也在一定程度上影响了研究区地表甲烷浓度。     

若尔盖铀矿床碳同位素组成与∑CO2来源

本文分析了若尔盖铀矿床含铀热液中∑ＣＯ２，碳酸盐岩脱碳化成因的ＣＯ２，热解有机碳形成的ＣＯ２的碳同位素组成，并与岩浆源碳同位素组成进行上对比，结果表明，含铀热液中∑ＣＯ２的碳同位素组成与岩浆源碳同位素组成接近，说明含矿热液中∑ＣＯ２来源于岩浆，而不是地层岩石。     

天然气成因碳同位素指标评述

地球排气过程和费-托合成反应中碳同位素分馏作用使其具有非常大的变化范围,覆盖了目前所说的有机成因气和无机成因气,要求人们重新审视目前判别无机成因气的碳同位素指标。天然气水合物中甲烷和二氧化碳较轻碳同位素值表明,无机成因天然气可以有更宽的同位素分布范围．碳同位素不是天然气成因唯一的判别方法,利用甲烷伴生气体的组分含量、天然气运移方式、赋存特征、与构造作用的关系都可以判断天然气的无机成因．     

济阳坳陷CO2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内.气藏中CO2气体浓度为69%～97%,δ13CCO2值为-5.67‰～-3.35‰,CH4/3He值为(1.01～5.65)×108,3He/4He值为(2.80～4.49)×10-6,即R/Ra为2.00～3.21,40Ar/36Ar值为317～1791,CO2/3He值为(0.25～2.61)×109.以上地球化学数据表明,济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地幔,且幔源CO2在成藏过程中有损失,或者有壳源CO2的加入,特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入.在对CO2气来源定性分析的基础上,还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究.     

天然气甲烷碳同位素动力学研究及其应用:以塔里木盆地库车坳陷克拉2气田为例

通过有压力的黄金管封闭体系生烃模拟实验和GC-IRMS测定,结合GOR-Isotope Kinetics专用软件,求取了塔里木盆地库车坳陷三叠系-侏罗系烃源岩生成甲烷的碳同位素动力学参数。结合地质背景,探讨了克拉2气田天然气的成因。克拉2气田天然气主要来源于早中侏罗世煤系烃源岩,属阶段捕获气,为-5Ma以来的天然气聚集,对应成熟度范围Ro为1．3％-2．5％。在此基础上,建立了克拉2气田天然气运聚成藏动力学模式,从而为天然气定量评价和动态研究提供了新思路。     

塔北，塔中天然气中CO2的碳同位素组成及成因探讨

CO2是塔北，塔中天然气中常见的非烃组分，各油气区内的天然气中CO2的δ^13C值尽管有判别，但其表征的成因意义基本一致，塔中天然气中的CO2可能存在两种来源，一种来源于烃源岩岩石和矿物及胶结物分解；第二种来自二叠纪火山活动过程中的脱气，轮台凸起的构造单元上油气藏（除雅克拉外）中CO2来自库车坳陷T－J陆相烃源岩中有机质转化，东河塘天然气CO2来自寒武－奥陶海相碳酸盐岩岩石分解及泥岩中碳酸盐矿物分解。     

松辽盆地昌德气田天气气成因及成藏模式

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。     

大庆兴城地区天然气地球化学特征及成因

大庆兴城地区天然气组分和碳同位素具有“杂、干、重、反”4个基本特征,即天然气组分复杂多样,烃类气体中甲烷含量高,碳同位素重,烷烃碳同位素普遍出现反转序列.甲烷气体碳同位素重和烷烃碳同位素普遍出现反转序列是无机烃的特征,但并非其独有的特征.与烃类气体伴生的非烃类气体CO2、He的高含量与同位素分析表明具幔源成因特征,结合大庆兴城地区地质背景,认为不但非烃类气体具无机成因气,而且烃类气体中也有无机成因气的存在,反映出兴城地区天然气为有机成因与无机成因的混合气体.无机气体是岩浆与火山活动的产物.     

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     

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 % )。     

济阳坳陷天然气氦同位素特征及二氧化碳成因与第三纪岩浆活动的关系

济阳坳是渤海湾盆地的一部分，位于我国东部超壳断裂，郯庐断裂带内，主要为中，新生代形成的沉积坳陷。在第三纪的喜山期岩浆活动较强烈，因此，坳陷内第三纪火成岩分布广泛。对于坳陷内的天然气氦同位素研究表明，济阳坳陷天然气中氦同位素组成，Ｒ／Ｒａ值分布范围０．１１－３．０６。说明一些天然气中具有明显的幔源氦加入，将天然气中氦同位素组成与基地质背景结合可知，天然气中氦同位素组成与坳陷内第三纪火成岩分布有十分密     

济阳拗陷天然气藏中氦同位素组成特征

济阳拗陷为陆内拉张盆地,拗陷内分布大量的烃类和非烃类气藏。气藏中氦同位素具有三种组成特征：2．50＜R／Ra＜3．20.1．40＜R／R＜200及R／R＜0．40,表明氦的不同起源。     

过渡带天然气地球化学特征

生物－热催化过渡带气作为一种新的天然气成因类型在国内外引起高度重视，其形成机制、分布规律和地球化学特征是当前研究的热点。本文通过分析我国十多个沉积盆地过渡带气组分和同位素组成，系统地探讨了过渡带气的地球化学特征，认为过渡带气是以甲烷为主含一定量重烃的烃类天然气，其δ＾１３Ｃ１为－６０‰－－４５‰。生气母质的沉积环境主要为陆相。各种类型的母质在演化的早期阶段均可形成过渡带气，但以偏腐殖型母质最为有利     

天然气中氦同位素分布及构造环境

通过采集天然气样３３４个，测量了它们的氦同位素组成。３Ｈｅ／４Ｈｅ值分布在０５６×１０－８～７２１×１０－６范围。３Ｈｅ／４Ｈｅ值分布与天然气储层时代无明显的相关性，而在空间展布上有较明显的规律。东部含油气区３Ｈｅ／４Ｈｅ值主要分布于１０－７～１０－６范围，西部含油气区在１０－７～１０－８的范围，中部地区分布在０５６×１０－９～０５６×１０－８范围，３Ｈｅ／４Ｈｅ值的分布与我国构造环境大的格局有很好的相关性。３Ｈｅ／４Ｈｅ的高值区构造环境活动性强，低值区具有最稳定的大地构造属性，西部地区３Ｈｅ／４Ｈｅ值介于东部和中部，具有次稳定的构造环境。     

涟源凹陷流体包裹体特征与天然气成藏

涟源凹陷属于典型的改造型盆地,是湘中坳陷最有利的含油气凹陷之一。应用流体包裹体分析技术,并结合盆地构造演化和圈闭发育史、烃源岩主要生、排烃史,对改造型盆地涟源凹陷主要目的层石炭系储层中流体包裹体特征及气藏形成时间和期次进行了分析。结果表明,研究区存在两种类型流体包裹体,第一类为单一液相或气/液比小于15%的气液两相盐水包裹体,第二类为气液两相含烃盐水包裹体,单一液相包裹体大小一般3~4μm,其它包裹体大小一般1~7μm;流体包裹体特征反映出该区气藏成藏期有两期,即第一期天然气注入时温度120.8~126.2℃,对应成藏时间为早三叠世,第二期天然气注入时温度154.4~169.7℃,对应成藏时间为晚三叠世,其中主要成藏期为晚三叠世。