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地学前缘 2024年第1期31卷 327-339页

作者：杨怡青陶士振陈悦中国石油勘探开发研究院北京100083

美国广泛发育具有经济效益的富氦无机成因天然气田,如其中富氦氮气田甚至可以含有高达10%的氦。原地和周边地区的基底提供充足的氦源而氮气可来自不同圈层,且通常N_(2)/He(He>0.1%)在5~50之间。但是富氦氮气田在美国独特地质环境之外是... 详细信息

美国广泛发育具有经济效益的富氦无机成因天然气田,如其中富氦氮气田甚至可以含有高达10%的氦。原地和周边地区的基底提供充足的氦源而氮气可来自不同圈层,且通常N_(2)/He(He>0.1%)在5~50之间。但是富氦氮气田在美国独特地质环境之外是否也有发现还需要进一步的研究。富氦二氧化碳气田中的氦主要也来自壳源且产量可观。科罗拉多高原上的富氦二氧化碳气田均被认为是来源于新生代晚期的岩浆活动,且该地区岩浆岩具有较高的U、Th含量。地下水溶气脱气-再溶解(Groundwater Gas Stripping and Re-dissolution,GGS-R)模型被普遍认为可以合理解释CO_(2)气藏中氮气、氦等惰性气体的聚集成藏机制。具体来说,幔源CO_(2)载体气充注时将溶解在地下水中的大气源惰性气体与壳源惰性气体脱出成藏,并与地下水达到水/气溶解平衡。虽然不同气田的平衡值各有不同,但是科罗拉多高原上的各气田均显示出相似的范围值,即在相应的储层压力和温度下为0~100 cm^(3)水/cm^(3)气。本文系统分析美国无机成因富氦气藏的氦气生成、运移和聚集机制,讨论氦气在经历氦源岩内游离相扩散初次运移后通过水溶相、气容相集流或是多相渗流方式进行的二次运移及由无机成因载体气N_(2)和CO_(2)共同参与的富集成藏机制,既可为我国氦气勘查提供理论认识依据,也可为二氧化碳地质评价和开发利用及安全封存提供参考。

关键词：氦气富氦气田 CO_(2)气田 N_(2)气田非烃气无机成因地质特征聚集机制

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氦气资源形成地质条件、成因机理与富集规律

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石油勘探与开发 2024年第2期51卷 436-452页

作者：陶士振杨怡青陈悦刘祥柏杨威李剑吴义平陶小晚高建荣陈燕燕王晓波吴晓智陈秀艳李谦贾进华中国石油勘探开发研究院北京100083

借鉴含油气系统思路及方法,基于典型富氦气田解剖,并利用地球化学成藏方法技术,研究天然气中氦气资源形成的地质条件、成因机理与富集规律。结果表明:①氦气“生-运-聚”机理与天然气有显著差异性,氦气主要为基底富U、Th元素缓慢α衰变... 详细信息

借鉴含油气系统思路及方法,基于典型富氦气田解剖,并利用地球化学成藏方法技术,研究天然气中氦气资源形成的地质条件、成因机理与富集规律。结果表明:①氦气“生-运-聚”机理与天然气有显著差异性,氦气主要为基底富U、Th元素缓慢α衰变或深部壳幔氦释放,沿岩石圈复合输导体系运移至天然气成藏系统,依附适宜载体气聚集成藏。②氦运移输导主要受“岩石圈断裂、基底断裂、沉积层断裂、有效输导层”复合输导体系控制,基于地下流体中“氦-气-水”相平衡及相-势耦合综合分析,提出氦气运聚过程中具有“水溶相、气溶相、游离相”3种主要赋存状态,存在氦气“集流、渗流、扩散”3种运移方式。③富氦气藏形成和氦气富集通常受控于“优质氦源、高效输导、适宜载体”3大主控要素,具有“脱溶汇聚、浮力驱动、压差驱替”3种聚集成藏动力类型,已发现富氦气藏具有相对“近氦源、邻断裂、低势区、高部位”的分布规律和成藏模式。④氦气富集区勘探和评价需要依托天然气兼探/并探,在评价落实氦气“源-运-聚”要素与天然气“生-储-盖”条件耦合匹配性、局部相对低势高部位有利圈闭载体气区的基础上,综合评价优选“通源连圈、低势高位、气氦适配”的有利氦气富集区。

关键词：氦气富氦气田地质特征形成条件成因机理富集规律

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修改后标题:鄂尔多斯盆地致密砂岩气及伴生氦气形成演化特征

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天然气地球科学 2023年

作者：陶士振杨怡青陈悦刘祥柏米敬奎韩文学陈燕燕高建荣山东科技大学中国石油勘探开发研究院

鄂尔多斯盆地孕育了中国最大的超大型致密砂岩大气区及中国最大的特大型富含氦气田——东胜气田，也是中国首例特大型致密砂岩富含氦气田。运用流体包裹体地球化学方法，对比分析流体包裹体气体和现今气藏中天然气组分和同位素差异，揭... 详细信息

鄂尔多斯盆地孕育了中国最大的超大型致密砂岩大气区及中国最大的特大型富含氦气田——东胜气田，也是中国首例特大型致密砂岩富含氦气田。运用流体包裹体地球化学方法，对比分析流体包裹体气体和现今气藏中天然气组分和同位素差异，揭示了古今天然气地球化学与成藏演化过程及氦气地球化学特征。结果表明，现今气田主要以烃类气体为主，甲烷含量多数为90％～95％；现今气田中天然气δ13C1、δ13C2、δ13C3、δ13C4值分别为-36.5‰～-28.7‰、-25.3‰～-22.1‰、-27.0‰～-21.8‰、-25.6‰～-20.7‰。气层流体包裹体中δ13C1、δ13C2、δ13C3值分布区间分别为-42.6‰～-24.6‰、-32.7‰～-18.0‰、-27.6‰～-15.1‰。流体包裹体中烷烃气与非烃气含量变化区间范围较大，明显具有干气特征，主要为气源岩干酪根热降解气。包裹体中的烃类气，包含3个阶段捕获的天然气：①浅埋藏过程中，较低成熟烃源岩生成的轻碳同位素天然气；②最大深埋阶段，较高成熟源岩生烃排出的重碳同位素天然气；③抬升阶段，先期聚集的天然气次生调整捕获的轻碳同位素天然气。综合研究认为，上古生界煤系致密砂岩气，在天然气大规模生成、排放和充注过程中，运移方向以垂向运移为主，兼有侧向运移；进入致密砂岩后的二次运移及后期次生调整阶段，具有由南向北、由西向东短距离运移的总体趋势。致密砂岩气田中普遍含氦，总体资源规模巨大，位居中国多个盆地之首。鄂尔多斯盆地氦气为典型壳源成因，呈现弥散式分布、局部富集，氦气分布和富集受古老富U、Th元素基底岩系和深大断裂复合控制。

关键词：上古生界致密砂岩气流体包裹体气体氦气富氦气田鄂尔多斯盆地

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