氦气资源在天然气藏中的聚集规律研究

Helium is used widely, is our country's scarce resources. Helium accumulation is not clear so that helium resource exploration effect is not obvious. Therefore, this project uses mineralogy, petrology, isotope geochemistry, structural geology, petroleum geology and other theories and methods of many subjects, Gaoshiti area of Weiyuan reservoir and Songliao Basin in different times generation, helium of different types of rock samples (basement granite and metamorphic rocks, uranium and thorium rich shale source rocks) mineral rock geochemistry, test content of uranium and thorium and occurrence state, students study and calculation of helium, identification of the main types of rock U, the amount of helium release Th decay the mechanism of tectonic evolution and deep tectonic environment of the helium migration, filling of helium, the dynamic evolution process of aggregation, by accumulation of helium in natural gas reservoirs. This project not only for China helium Resource research has important theoretical significance, but also has a very large application value, will provide a theoretical basis for the exploration of the direction of helium in our country.

氦气应用广泛，是我国的紧缺资源。氦气聚集规律不清使氦气资源勘探效果不明显。因此本项目采用矿物学、岩石学、同位素地球化学、构造地质学、油气地质学等多学科的理论和方法，对威远-高石梯地区及松辽盆地富氦天然气藏生成氦气的岩石样品（盆地基底花岗岩、变质岩、富铀钍烃源岩），按照岩石类型、形成时代和所在地区不同进行区分，测试铀钍的含量及赋存状态，计算阶段和累计生氦量，结合构造演化和深部构造环境探讨氦气的二次运移机制，研究天然气藏中氦气充注、聚集的动态演化过程，总结氦气在天然气藏中的聚集规律。本项目的实施不仅对我国氦资源研究具有重要的理论意义，同时也具有应用价值，将会为我国氦资源的勘探方向提供理论依据。

氦是一种可耗尽的重要的战略自然资源，也是我国的紧缺矿种。主要的商用氦是从富含氦的天然气中分离出来的。对四川盆地天然气中氦含量及氦氩同位素的数据进行了不同实验室之间的比对测定，氦含量和氩同位素比值测定的数据有较大的偏差，氦同位素数据接近。对大量的烃源岩和花岗岩样品测试了铀、钍的含量，并对花岗岩进行了年代学和形成环境的研究，计算了阶段/累计生氦量，利用三种方法对氦气资源潜力进行了评价。从世界范围内氦气藏的成因看，大型氦气藏都是壳源成因的。利用我们采集的75份天然气样品分析资料和收集的167份天然气样品资料显示所有的气体样品显示非常低的3He/4He比值，范围在0.002-0.05Ra之间，代表了典型的壳源氦。按照氦气和烃类气体的成因类型的差异，含氦天然气田主要可以分为壳源同源型，壳源异源型和壳幔复合型。氦气在天然气藏中的聚集规律研究认为，工业可开采的富氦气体一般是壳源异源类型。壳源异源类型的形成机理是氦气和烃类气体来自不同的源岩，烃类气体来源于沉积地层的有机质，而氦气主要来源于基底的花岗岩。氦气与烃类气体两者必须共同运移至同一储集空间复合，才能形成工业类型的氦气藏，而且氦和烃类气体的相对数量是影响富氦天然气藏形成的关键因素；总结了四川盆地富氦气体的分布规律。开展并研究了我国西北部塔里木盆地、柴达木盆地陆续发现的放射性成因的氦工业气井或气藏，氦气来源与该区广泛分布的岩浆活动、火山活动、中高级变质作用密切相关，因此该类气藏在中国西北部分布广泛，这些整装气田和含气构造天然气单个区块的天然气储量上千亿方，有较好的氦气资源潜力，潜在经济价值巨大。本项目的研究成果不仅对我国氦资源研究具有重要的理论意义，同时也具有应用价值，将会为我国氦资源的勘探方向提供理论依据。