留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV
  • [1] 杨中镳, 张肖兰, 王雪吾, 等.水溶性天然气勘探与开发[M].东营:石油大学出版社, 1997:90~102.

    YANG Zhong-biao, ZHANG Xiao-lan, WANG Xue-wu, et al. Exploration and development of water-soluble gas[M]. Dongying: China University of Petroleum Press, 1997: 90~102.
    [2] 秦胜飞.四川盆地水溶气碳同位素组成特征及地质意义[J].石油勘探与开发, 2012, 39(3):313~319. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK201203008.htm

    QIN Sheng-fei. Carbon isotopic composition of water-soluble gases and its geological significance in the Sichuan Basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2012, 39(3): 313~319. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK201203008.htm
    [3] 秦胜飞, 李梅, 胡剑峰, 等.和田河气田水溶气成藏特点对克拉2气田的启示[J].天然气地球科学, 2007, 18(1):45~49. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200701009.htm

    QIN Sheng-fei, LI Mei, HU Jian-feng, et al. Implication to Kela 2 gas field from water-soluble gas accumulation in Hetianhe gas field[J]. Natural Gas Geoscience, 2007, 18(1): 45~49. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200701009.htm
    [4] 张凤敏, 魏国齐, 李剑, 等.柴达木盆地东部水溶性天然气层分类及成藏主控因素研究[J].天然气地球科学, 2008, 19(6):882~887. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200806025.htm

    ZHANG Feng-min, WEI Guo-qi, LI Jian, et al. Classification and reservoir-controlling factors of water-dissolved gas in eastern Chaidamu Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2008, 19(6): 882~887. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200806025.htm
    [5] 李贤庆, 侯读杰, 胡国艺, 等.鄂尔多斯中部气田下古生界水溶气成因[J].石油与天然气地质, 2002, 23(3):212~217. doi: 10.11743/ogg20020303

    LI Xian-qing, HOU Du-jie, HU Guo-yi, et al. Origin of lower Paleozoic dissolved gases in central gas field of Ordos [J]. Oil & Gas Geology, 2002, 23(3): 212~217. doi: 10.11743/ogg20020303
    [6] 薛华锋, 朱兴国, 王润三, 等.西安地热田伴生富氦天然气资源的发现及意义[J].西北大学学报:自然科学版, 2004, 34(6):751~754. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBDZ200406031.htm

    XUE Hua-feng, ZHU Xing-guo, WANG Run-san, et al. The discovery and significance of rich Helium natural gas resource in Xi'an geothermic field[J]. Journal of the University of Northwest, China: Edition of Natural Science, 2004, 34(6): 751~754. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBDZ200406031.htm
    [7] 卢进才, 魏仙样, 李玉宏, 等.汾渭盆地富氦天然气成因及成藏条件初探[J].西北地质, 2005, 38(3):82~86. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBDI200503014.htm

    LU Jin-cai, WEI Xian-yang, LI Yu-hong, et al. Preliminary study about genesis and pool formation conditions of rich-helium type natural gas[J]. Northwestern Geology, 2005, 38(3): 82~86. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBDI200503014.htm
    [8] 李荣西, 刘建朝, 魏刚峰, 等.渭河盆地地热水水溶烃类天然气成因与来源研究[J].天然气地球科学, 2009, 20(5):774~780. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200905024.htm

    LI Rong-xi, LIU Jian-chao, WEI Gang-feng, et al. Origin and source of dissolved hydrocarbon gas in geothermal water, Weihe Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2009, 20(5): 774~780. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200905024.htm
    [9] 刘建朝, 李荣西, 魏刚峰, 等.渭河盆地地热水水溶氦气成因与来源研究[J].地质科技情报, 2009, 28(6):84~88. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ200906013.htm

    LIU Jian-chao, LI Rong-xi, WEI Gang-feng, et al. Origin and source of soluble Helium gas in geothermal water, Weihe Basin[J]. Geological Science Information, 2009, 28(6): 84~88. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ200906013.htm
    [10] 李玉宏, 卢进才, 李金超, 等.渭河盆地天然气成因特征及其意义[J].西安石油大学学报:自然科学版, 2011, 26(5):11~16. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XASY201105005.htm

    LI Yu-hong, LU Jin-cai, LI Jin-chao, et al. Genetic characteristics of the natural gas in Weihe Basin and its significance[J]. Journal of Xi'an Shiyou University: Natural Science Edition, 2011, 26(5): 11~16. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XASY201105005.htm
    [11] 李玉宏, 卢进才, 李金超, 等.渭河盆地富氦天然气井分布特征与氦气成因[J].吉林大学学报:地球科学版, 2001, 41(1):47~53. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ2011S1008.htm

    LI Yu-hong, LU Jin-cai, LI Jin-chao, et al. Distribution of the Helium-rich wells and Helium derivation in Weihe Basin[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2001, 41(1): 47~53. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ2011S1008.htm
    [12] 张福礼, 孙启邦, 王行运, 等.渭河盆地水溶氦气资源评价[J].地质力学学报, 2012, 18(2):195~201. http://journal.geomech.ac.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20120210&journal_id=dzlxxb

    ZHANG Fu-li, SUN Qi-bang, WANG Xing-yun, et al. Evaluation of water soluble helium resources in Weihe Basin [J]. Journal of Geomechanics, 2012, 18(2): 195~201. http://journal.geomech.ac.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20120210&journal_id=dzlxxb
    [13] 张占国, 卞从胜.水溶气的类型特征及成藏的主控因素探讨[J].天然气地球科学, 2008, 16(9):876~881. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200806024.htm

    ZHANG Zhan-guo, BIAN Cong-sheng. Category features of water-soluble gas and main controlling factors for its accumulation[J]. Natural Gas Geoscience, 2008, 16(9): 876~881. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX200806024.htm
    [14] 杨远聪, 李绍基, 朱江.水溶气—四川盆地新的天然气资源[J].西南石油学院学报, 1993, 15(1):16~22. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XNSY199301002.htm

    YANG Yuan-cong, LI Shao-ji, ZHU Jiang. Water-soluble gas: A new resource of natural gas in Sichuan Basin[J]. Journal of Southwest Petroleum University: Science & Technology Edition, 1993, 15(1): 16~22. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XNSY199301002.htm
    [15] Tiratscoen. Natural Gas[M]. Houston: Gulf Publishing Company, 1979.
    [16] 陈润, 耿庆生, 苏现波.水溶气的形成与聚集[J].河南理工大学学报, 2006, 25(3):205~208. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JGXB200603008.htm

    CHEN Run, GENG Qing-sheng, SU Xian-bo. The formation and accumulation of water soluble gas[J]. Journal of Henan Polytechnic University, 2006, 25(3): 205~208. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JGXB200603008.htm
    [17] 张子枢.水溶气浅论[J].天然气地球科学, 1995, 6(5):29~34. doi: 10.11764/j.issn.1672-1926.1995.05.29

    ZHANG Zi-shu, Pilot study of water-soluble gas[J]. Natural Gas Geoscience, 1995, 6(5): 29~34. doi: 10.11764/j.issn.1672-1926.1995.05.29
    [18] 何生, 叶加仁.石油与天然气地质学[M].北京, 中国地质大学出版社, 2010:130~234.

    HE Sheng, YE Jia-ren. Oil and gas geology[M].Beijing: China University of Geosciences Press, 2010:130~234.
    [19] 王雪吾, 刘济民.我国水溶性天然气资源分析与预测[J].天然气工业, 1994, 14(4):18~20. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRQG404.005.htm

    WANG Xue-wu, LIU Ji-min. Analyzing and Predicting the Resources of Water-soluble Gas in China[J].Natural Gas Industry, 14(4):18~20. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRQG404.005.htm
    [20] 徐思煌.水溶气非常规资源及其脱溶成藏[J].地质科技情报, 2010, 29(1):43~48. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201001006.htm

    XU Si-huang. Unconventional dissolved gas resources in water and gas pool formation with degasification[J]. Geological Science and Technology Information, 2010, 29(1): 43~48. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201001006.htm
    [21] Stuart F M, Burnard P G, Taylor R P. Resolving mantle and crustal contributions to ancient hydrothermal fluids: He-Arisotopes in fluid inclusions from Dae Hwa W-Mo mineralization, South Korea[J]. Geochim. Cosmochim. Acta, 1995, 59(22):4663~4673. doi: 10.1016/0016-7037(95)00300-2
    [22] 王先彬.稀有气体同位素地球化学和宇宙化学[M].北京, 科学出版社, 1989:177~251.

    WANG Xian-bin. Rare gas isotope geochemistry and cosmochemistry[M]. Beijing: Science Press, 1989: 177~251.
  • 加载中
图(1) / 表(5)
计量
  • 文章访问数:  131
  • HTML全文浏览量:  84
  • PDF下载量:  13
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-18
  • 刊出日期:  2014-06-28

目录

    /

    返回文章
    返回