含油气盆地氦气分布特征与成藏机制

作     者：李朋朋 刘全有 朱东亚 朱地 Zheng ZHOU 吴小奇 孟庆强 吕佳豪 高宇 

作者机构：北京大学能源研究院 中国科学院西北生态环境资源研究院 中国石化石油勘探开发研究院 齐鲁工业大学(山东省科学院)能源研究院 Lancaster Environment CentreLancaster University 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院大学 

出 版 物：《中国科学:地球科学》 (Scientia Sinica(Terrae))

年 卷 期：2024年第54卷第10期

页      面：3195-3218页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42203027、42141021、U2244209、U20B6001、42172149、42311530064) 博士后基金项目(2023M730039) 中国石油天然气集团有限公司-北京大学基础研究项目(JTGS-2022-JS-327)资助 

主　　题：氦气资源 地球化学特征 氦源岩 供氦模式 富集机理 有利区带优选 

摘      要：氦气是一种不可替代的战略性矿产资源,全球的商业性富氦气藏（He0.1%）都是在油气勘探过程中偶然发现的.通过对全球75个富氦气田和1048个天然气样品统计分析发现,天然气中氦气普遍具有“稀“伴和“杂的特征,富氦气田的埋深通常小于4500m. He-CH4和He-CO2气田的氦气含量明显低于He-N2气田（He1%）.然而,前两种气田的氦气地质储量主要为10～7～1011m3量级,而后者仅为10～5～10～7m3量级.氦气与烃类气体在成因和运移方式存在显著的差异.氦气聚集以及长距离运移必须借助载体（地层水、烃类流体、N2、幔源流体等）,氦气的运移通道不局限在沉积地层,可延伸至盆地基底、下地壳,甚至岩石圈地幔.然而,氦气与烃类气体的成藏条件几乎可视为等同.烃类气体的存在不仅促进含氦流体中氦气快速解析和高效聚集,而且降低了氦气扩散性能、减少逸散通量.膏盐岩和厚层泥页岩作为盖层,有利于氦气在地质时间尺度下长期保存.大型富氦气田集中分布在古老克拉通盆地的隆起区及其周缘,几乎全部为壳源型.根据He含量与He/N2比值图版,壳源型氦气藏可划分为基岩供氦性、基岩-沉积岩联合供氦型和沉积岩供氦型.综合考虑中国的氦气品位、氦气资源禀赋、天然气工业化进程,以及目前的氦气提纯工艺,中、西部鄂尔多斯、塔里木、四川和柴达木盆地的富氦气田是氦气工业提取优先部署区域,部分（特）大型含氦气田可作为重要接替区域.