稳定同位素在石油天然气地质中的应用与进展

分析总结了稳定同位素资料在判敢成因类型、确定干酪根母质来源、进行油／气／源对比、同气二次运移路线、探讨有机质的热演化规律、分析油气的次生变化以及油气混层开采中所起的重要作用,并介绍了稳定同位素的应用于理论研究和生产实践的最新进展。     

塔里木盆地克拉通区天然气碳同位素与成熟度关系探讨

气藏中天然气碳同位素的轻重不仅反映了母质继续效应和成熟效应,同时也取决于累积、散失、混合效应。塔里木盆地３个古隆起（中、 塔北和巴楚）区的天然气均主要来自寒武系一下奥陶统烃财。塔中地区保存条件好,天然气聚集时期长,为连续聚气区,其累积效应强,碳同位素普遍偏轻;塔北和 扎塔格地区保存状况相对较差,天然气聚集期短,累积效应弱,碳同位素值重了区。塔中北皮一些奥陶第 藏由于有中上奥陶统生成的低熟气－生物气     

氧、碳同位素在白云岩成因研究中的应用

白云岩的成因可分为准同生期、成岩期和成岩期后等三种成因类型,但其成因机理则是长期悬而未决的问题。经过多年对白云岩的深入研究,已提出了多种不同的成因模式（如渗透回流、蒸发泵吸、混合水、调整白云岩等模式）,对特定环境中形成的白云岩可以作出圆满解释。江西萍...     

鄂尔多斯盆地苏里格庙与靖边天然气单体碳同位素特征及其成因

苏里格庙上古生界砂岩气藏天然气重烃含量高,干燥系数低,为湿气;靖边奥陶系风化壳气藏天然气重烃含量低,干燥系数高,属干气。苏里格庙天然气的正构烷烃碳同位素具有δ13 C₁<δ13 C₃ <δ13 C₂ <δ13 C4的规律,靖边天然气具有δ13 C₁<δ13 C₂ <δ13 C₃ 的规律。二者高碳数烷烃的同位素差别较大,尤其是苏里格庙的乙烷碳同位素比靖边平均重 3.6‰。根据天然气单体碳同位素及其含量变化,苏里格庙天然气属煤成气,靖边天然气属煤成气与油型气的混合气。苏里格庙和靖边天然气中均含少量CO₂ 气,其碳同位素表明苏里格庙除苏 5井为无机CO₂ 气外,均为有机CO₂ 气;靖边林 1、林 5井为无机CO₂ 气,陕参 1井为有机CO₂ 气。结合烷烃气和CO₂ 气,苏里格庙天然气可以分为含有机CO₂ 煤成气和含无机CO₂ 煤成气。碳同位素比值与Ro 关系分析认为,苏里格庙的天然气成熟度处于成熟到高成熟阶段,其相应气源岩的平均Ro 为 1.2 9%～ 1.39%,这一结果与该区二叠系煤岩的成熟度符合较好。     

天然气碳同位素部分反序与乙烷碳同位素特征的模拟研究

通过煤系源岩热模拟烃类气地球化学研究,结合源岩自然演化形成天色气的研究,认为煤原岩在热演经进行中,随化程度增高δ＾１３Ｃ１值从轻变重,δ＾１３Ｃ２变化较小,在低演化阶段一般为－２８‰±（Ｒｏ＝０．４５％～０．５６％）,当源岩进入生烃门限阶段δ＾１３Ｃ２值一般为－２６‰～２３‰左右。且随热演化程度增高进一步变重,但一般不大于－２０‰。烃类气碳同位素系列４ 部分反序现象,不仅仅是不同成因天然气混源特征     

有机碳同位素分析及其在金矿地质研究中的应用

本文简单介绍了岩石中有机碳同位素的分析方法，并给出了其在金矿地质研究中的一个应用实例。     

元素碳碳同位素在古环境研究中的应用

元素碳几乎完全来源于植被的燃烧,长期广泛地分布于大气、土壤、沉积物、岩石、水体和冰体等自然界载体中,记录了大量的古环境信息。利用元素碳碳同位素(δ13CEC)指标来反映古气候、古植被信息是将元素碳应用到古环境研究的一个重要方面,本文通过总结国内外学者利用δ13CEC指标进行古环境研究的现状,总结出对于"直接利用δ13CEC指标进行古环境恢复"这一关键问题还存在不同认识。燃烧前后物质的碳同位素是否发生变化是利用δ13CEC进行古环境研究时需要考虑的一个重要问题,国内外学者近20年来对C3、C4植物开展了大量燃烧实验,主要结论是C3植物燃烧前后物质的碳同位素变化(Δδ13C)较小,在±1‰以内,而C4植物变化范围较大,在0‰～-9‰之间;此外,文中还讨论了元素碳外源输入等可能影响δ13CEC指标的因素。建议在利用δ13CEC指标进行古环境重建之前,有必要对δ13CEC进行详细的基础研究工作,进一步研究表土δ13CEC与地表植被相关性以及元素碳外源输入等问题。     

天然气甲烷碳同位素动力学模型与地质应用新进展

天然气甲烷碳同位素动力学模拟是在热模拟实验的基础上对甲烷碳同位素值进行数字模拟的一种研究方法。它在石油、天然气地球化学中具有广阔的应用前景：模拟甲烷碳同位素的整个演化趋势，模拟天然气成藏，进行精确的气源对比。分析了国外几个典型的甲烷碳同位素动力学模型，对各模型的特点和优缺点进行了简要的评述，并认识到Cramer 3是目前对实验数据模拟效果最好、适用范围最宽的一个模型。在此基础上，结合一些研究实例，探讨了天然气甲烷碳同位素动力学研究的发展方向。     

柴达木盆地天然气的碳同位素地球化学特征及成因分析

依据天然气碳同位素中δ13C1、δ13C2、δ13C3的组成与划分标准，将柴达木盆地天然气划分为煤型气、裂解气、油型气与生物气四种类型，通过对天然气同位素中的δ13C1、δ13C2-δ13C1、δ13C3-δ13C2值的差异分析以及与对应的烃源岩干酪根碳同位素进行对比分析，探讨了柴达木盆地不同地区天然气的成因以及影响因素，这对于探索柴达木盆地的成气规律以及在不同地区天然气勘探的目标选择都有着现实意义。     

碳同位素动力学模拟及其在天然气评价中的应用

天然气碳同位素动力学模拟是国际油气地球化学界的前沿性研究方向。它和盆地沉积埋藏史、受热史结合起来,对于评价天然气的成因和成藏历史是一种新而且有效的手段,正逐渐为人们所接受。介绍了天然气形成的碳同位素动力学模拟,以及其在评价天然气的成熟度、气源、运移-聚集史和油气比研究等方面应用的新进展,充分展示了其具有良好的应用价值。天然气碳同位素特征不仅受母源、成熟度的影响,而且与运聚条件、沉积盆地增温速率有关。瞬时聚集气与累积聚集气在碳同位素特征存在明显差别。碳同位素分馏动力学模型在不同含油气盆地会存在差异,不仅取决于气源条件,还与运移-聚集史、沉积-构造史有关。中国叠合型盆地天然气藏成因复杂,具有多期、多源的特点,本研究对这类天然气的研究与评价提供了新思路。     

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。     

费-托合成气碳同位素研究

以往认为完整的碳同位素值正序排列是天然气有机成因的特征,完整的反序排列是天然气无机成因的特征。而费-托合成实验的结果中,两种碳同位素值排列都有存在。通过费-托实验基本条件分析与产物同位素特征分析,论证了天然气甲烷同系物碳同位素值正序或反序排列特征是无机合成的必然结果。     

四川盆地西南部储层有机包裹体组成和碳同位素特征及其对油气来源的指示

本文对四川盆地西南部气区震旦系灯影组和二叠系茅口组、长兴组碳酸盐岩储层的有机包裹体特征、组成、碳同位素进行了研究，追索了研究区油气的演化、运移及油气的成因。结果表明，在震旦系灯影组和二叠系茅口组、长兴组储层中，皆存在有三期以上的油气运移。不同储层中，相应各期的油气运聚特点及演化程度略有不同，灯影组中各期有机质的成熟度及油气演化程度均略高于二叠系；同储层中，各期油气运聚的特点及演化程度存在明显的差异，可划分为三个阶段：石油成熟阶段、高成熟凝析油一湿气阶段、过成熟干气阶段。研究区灯影组储层的天然气成因为油型气，二叠系的为多成因；各储层中的CO2主要为有机成因气，少量为无机成因气。     

全油正烷烃和类异戊二烯碳中同位素的变化

油样和源岩中沥青的碳同位素分析，主要是根据馏分法或全馏分法（即饱和烃、芳烃和ＮＳＯ化合物）完成的。量到最近，前人对单个碳氢化合物中碳同位素组成的研究受到了下列两个问题的限制：（１）使单个化合物分辨率平衡；（２）为获得完善的分析结果而取得足够的分析原料。前人对单个碳氢化合物中碳同位素组成变化的研究，是利用填充柱气相色谱法收集用于分析的足够量的单个化合物；或者在最近，联合利用填充柱气相色谱仪和质谱仪，     

碳同位素技术在土壤碳循环研究中的应用

碳在土壤中的储量和存储时间是陆地生态系统碳库中最大和最长的,而土地利用方式会影响到土壤碳储量及其循环周期,因此有效的土地利用管理可使土壤成为一个碳汇。土壤储存碳的过程就是土壤有机碳动态平衡的变化,因此认识土壤有机碳的动态变化是揭示土壤碳循环过程及其调控机制的重要方面。首先介绍了碳的一种稳定性同位素(13C)和放射性同位素(14C)在生态系统长期动态过程的重建(如C3/C4植被的历史格局)、土壤有机碳周转周期等方面的应用,探讨了同位素示踪技术在土壤有机碳来源、周转周期、土壤CO2通量的变化和组分区分、同位素富集等研究领域的应用,归纳了土壤碳循环研究中的基本问题,提出了未来土壤碳循环同位素示踪的主要研究方向。     

稳定碳同位素在第四纪古环境研究中的应用

文章对陆相沉积物、湖沼相沉积物以及脊椎动物牙齿中的δ13C研究作了系统的综述,特别对存在的问题提出了一些看法,认为黄土-古土壤序列中有机质δ13C与碳酸盐δ13C变化趋势相反的原因是CO2与碳酸盐交换平衡时的分馏系数在古土壤堆积时和黄土发育时不一致造成的;陆相沉积物的有机质δ13C较碳酸盐δ13C能更加直接地反映沉积时地表植被状况,陆相沉积物的碳酸盐δ13C在古生态中的应用还有待于对它的形成机制和形成过程进行进一步的研究;我国黄土高原末次冰期的气候不利于C4的生长.文章强调古环境、古生态研究应该从现代过程入手,了解现代植物δ13C与气候参数的关系以及现代C4植物的分布规律.同时还认为分子化石的稳定同位素研究这一新研究手段将会给第四纪研究带来更新的活力.     

激光光谱技术在溶解无机碳碳同位素分析中的应用

天然水溶解无机碳（DIC）碳同位素组成（δ13CDIC）分析是研究碳元素循环及相关生物地球化学过程的重要手段之一。近年来,激光光谱技术的发展为碳同位素比值测定提供了一种新的方法。文中阐述了一种总有机碳仪—激光光谱同位素仪联用在线测定水中DIC含量及δ13CDIC值的技术方法。该方法具有较高的测试精度,DIC含量测试结果相对标准偏差能控制在1%以内,δ13CDIC值精度优于±0.1‰（1σ）。不同类型岩溶水δ13CDIC值的测试结果与质谱仪法结果接近,差值总体≤0.3‰,表明该测试技术具有较高的准确度。由于吸收光谱信号与目标气体浓度有关,较低的CO2浓度会影响激光光谱仪的稳定性,在测试时需要根据DIC浓度控制样品进样量,最好采用多标样法来校准仪器测量值。激光光谱技术因其具有低成本、测试快速可靠,且仪器小巧便携等特点,在岩溶水溶解无机碳碳同位素分析中具有较大应用前景。