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渭河盆地水溶性天然气层类型研究

张雪 刘建朝 李荣西 王行运 翁凯

张雪, 刘建朝, 李荣西, 等, 2014. 渭河盆地水溶性天然气层类型研究. 地质力学学报, 20 (2): 114-122.
引用本文: 张雪, 刘建朝, 李荣西, 等, 2014. 渭河盆地水溶性天然气层类型研究. 地质力学学报, 20 (2): 114-122.
ZHANG Xue, LIU Jian-chao, LI Rong-xi, et al., 2014. RESEARCH ON CLASSIFICATION OF WATER-SOLUBLE GAS IN WEIHE BASIN. Journal of Geomechanics, 20 (2): 114-122.
Citation: ZHANG Xue, LIU Jian-chao, LI Rong-xi, et al., 2014. RESEARCH ON CLASSIFICATION OF WATER-SOLUBLE GAS IN WEIHE BASIN. Journal of Geomechanics, 20 (2): 114-122.

渭河盆地水溶性天然气层类型研究

详细信息
    作者简介:

    张雪(1986-),女,吉林省吉林市人,博士生,主要从事渭河盆地天然气地质的研究。E-mail:36549092@qq.com

  • 中图分类号: TE132.2

RESEARCH ON CLASSIFICATION OF WATER-SOLUBLE GAS IN WEIHE BASIN

  • 摘要: 选择位于不同构造单位,不同完井深度的地热水井为载体,利用排水取气法采集水溶气样品,分析其组分特征、平面及纵向分布特征,并进行水溶气类型划分。研究表明,渭河盆地水溶气中最具有工业价值的组分为甲烷和氦,最高含量分为98.37%和4.14%;碳同位素分析结果显示,水溶气中的甲烷成因类型多样,既有无机成因气,也存在有机成因气,有机成因气中从未成熟的生物气到过成熟的裂解气均有所出现;氦同位素分析结果表明水溶气中的氦以壳源氦为主。通过系统研究水溶气的分类方案,结合渭河盆地水溶气成分、成因及分布特点,采用类比、对比等方法,初步判定富氦水溶气的赋存层位,改进前人按深度分类的方案,建议以地层(张家坡组)为界将渭河盆地水溶气分为浅层可燃水溶气和深层富氦水溶气两类。

     

  • 图  1  渭河盆地构造单元划分及采样井分布

    Figure  1.  Division of tectonic units and distribution of sampling wel in Weihe basin

    表  1  水溶气按组分体积分数分类表[15]

    Table  1.   Classification of component volume fraction in Water-soluble gas

    组分体积分数/% 组分体积分数/%
    甲烷类 CnHm≥50 甲烷型 CnHm≥75,N2≤25,(CO2+H2S)≤25
    氮-甲烷型 75>CnHm≥50,50≥N2≥25,(CO2+H2S)≤25
    二氧化碳-甲烷型 75>CnHm≥50,50≥(CO2+H2S)≥25,N2≤25
    氮气类 N2≥50 氮型 N2≥75,CnHm≤25,(CO2+H2S)≤25
    甲烷-氮型 75≥N2≥50,50≥CnHm≥25,(CO2+H2S)≤25
    二氧化碳-氮型 75≥N2≥50,50≥(CO2+H2S)≥25,CnHm≤25
    酸气类 (CO2+H2S)≥50 二氧化碳型 (CO2+H2S)≥75,CnHm≤25,N2≤25
    氮-二氧化碳型 75≥(CO2+H2S)≥50,50≥N2≥25,CnHm≤25
    甲烷-二氧化碳型 75≥(CO2+H2S)≥50,50≥CnHm≥25,N2≤25
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    表  2  水溶气按成因分类表[18]

    Table  2.   Classification of causes in water-soluble gas

    无机成因气 有机成因气
    类型 成熟度
    未成熟 未成熟—低熟 成熟 过熟
    幔源气、岩浆成因气、放射性成因气、变质成因气、无机盐类分解气 油型气 生物气 油型过渡带气 油型热解气、原油伴生气、凝析油气 油型裂解气
    煤成气 煤型过渡带气 煤型热解气 煤型裂解气
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    表  3  渭河盆地水溶气组分表

    Table  3.   Water-soluble gas group in Weihe basin

    构造单元 编号 井名 完井深度/m 气体组分含量/%
    甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 二氧化碳 重烃 全烃
    西安凹陷 1 三普1号 2975 15.917 0.061 0.061 0.007 0.002 68.509 10.772 0.000 2.160 0.131 16.048
    2 三普2号 3553 12.800 0.051 0.006 0.002 0.002 73.800 8.180 0.200 2.240 0.061 12.861
    3 帝都 2128 10.164 0.179 0.035 0.014 0.009 70.884 17.603 0.334 0.780 0.237 10.401
    4 电子科大 1833 2.485 0.117 0.019 0.003 0.003 97.069 0.377 0 1.147 0.142 2.627
    5 御园 2588 0.280 0.003 0 0 0 98.635 0.071 0 0.638 0.003 0.283
    6 秦宝 2150 2.237 0.024 0.003 0.000 0 96.531 0.024 0 0.754 0.027 2.264
    7 灵山寺 1672 17.964 0.555 0.061 0.029 0.012 83.299 1.301 0 2.627 0.657 18.621
    8 渭深13井 3202 21.790 0.101 0.003 0.007 0 73.710 0.000 0.250 4.140 0.111 21.901
    固市凹陷 9 051基地 2786 33.810 0.315 0.035 0.017 0.007 58.491 3.538 0.132 3.511 0.374 34.184
    10 华阴R1井 3200 31.885 0.344 0.089 0.043 0.020 61.579 2.244 0.788 3.007 0.496 32.381
    11 中医学院 3009 82.860 3.422 0.345 0.076 0.034 4.221 8.869 0.024 0.115 3.877 86.737
    12 渭热1井 3200 72.200 2.700 0.500 0.206 0.059 4.301 19.832 0.029 0.106 3.465 75.670
    13 渭热6井 2005 98.370 0.096 0.012 0.003 0 1.093 0.105 0.320 0 0.111 98.481
    宝鸡凸起 14 眉县 1400 0.873 0 0 0 0 98.132 0 0 0.528 0 0.873
    15 东方饭店 1450 0.165 0 0 0 0 98.715 0 0 0.968 0 0.165
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    表  4  渭河盆地水溶气碳同位素分析结果及成因分类表

    Table  4.   Carbon isotope analysis and genetic classification of water-soluble gas in Weihe basin

    构造单元 井号 碳同位素特征 附注
    δ13C1 δ13C2 δ13C1δ13C2δ13C3 δCO2
    西安凹陷 三普1号 -31.2 -21.6 正序 -15.8 热解型煤成气
    三普2号 -30.0 -20.1 正序 -14.2 热解型煤成气
    电子科大 -29.3 -25.9 正序 -11.6 裂解型煤成气
    帝都 -36.2 -30.6 正序 -13.7 油型气(凝析气),混有热解型煤成气
    御园 -23.0 -24.1 反序 -21.9 深源无机气,混有裂解性煤成气
    秦宝 -55.5 -30.4 正序 -18.6 腐泥型生物气,混有煤成气
    灵山寺 -62.3 -30.6 正序 -8.9 腐殖型生物气,混有煤成气
    固市凹陷 渭南中医学院 -30.8 -20.5 正序 -10.8 热解型煤成气
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    表  5  渭河盆地水溶气氦同位素数值及不同来源氦气含量表

    Table  5.   Helium isotope and different sources helium content of water-soluble gas in Weihe basin

    构造单元 井号 测量值 计算值/% 附注
    3He/4He R/Ra 壳源氦气 幔源氦气
    西安凹陷 三普1号 (9.02±0.39)×10-8 0.060 99.36 0.64 壳源
    三普2号 (9.39±0.42)×10-8 0.070 99.33 0.67 壳源
    帝都 (3.23±0.74)×10-8 0.020 99.89 0.11 典型壳源
    电子科大 (5.02±0.31)×10-8 0.036 99.72 0.28 壳源
    御园 (1.40±0.06)×10-7 0.100 98.91 1.09 混微量幔源
    秦宝 (4.70±0.24)×10-8 0.033 99.75 0.25 壳源
    灵山寺 (6.50±0.38)×10-8 0.046 99.59 0.41 壳源
    固市凹陷 渭南中医学院 (1.49±0.07)×10-7 0.106 98.83 1.17 混微量幔源
    注:Ra——大气3He/4He标准值,1.4×10-6
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  • 收稿日期:  2013-10-18
  • 刊出日期:  2014-06-01

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