President situation and progress in the study of helium gas resources in China
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摘要:
通过对中国富氦天然气资源现有研究成果进行系统整理、分析,总结了中国富氦天然气研究的发展现状及进展,提出了未来中国氦气资源的研究方向。中国对氦气资源的研究历程可以划分为4个阶段:认知阶段、利用阶段、基础研究阶段及提取技术研究阶段。从分布规律看,中国富氦天然气分布具有小型盆地满盆含气、大中型盆地局部含气的特点,赋存层位以奥陶系、二叠系、古近系和新近系为主。组分特征表明,富氦天然气中氦气的含量普遍小于1%,仅渭河盆地部分样品氦气含量较高,最大值可达4.942%。氦同位素特征表明,中国氦气以壳源为主,壳幔混合为辅。分析认为,影响壳源氦分布的主控因素为氦气源岩,而影响幔源氦分布的主控因素为深大断裂。建议今后中国应以壳源氦研究为重点,针对不同区域不同成因的氦气,采用不同的研究方法。
Abstract:Based on collecting and analyzing the research results of China's helium resources, the authors have summarized the development and study of China's helium resources, and pointed out the research directions in the future. The helium's research history can be divided into four stages:cognitive stage, applied stage, basic research stage and extraction technique research stage. The distribution of helium gas in China has the characteristics of "small basins with full gas, large and medium basins with partial gas". The strata hosting helium gas are Ordovician, Permian, Paleocene and Neocene strata. Composition characteristics show that the content of helium in nature gas is generally less than 1%, and only partial samples in Weihe Basin have high content that can reach 4.942%. Helium isotope analysis shows that the helium is mainly derived from crustal source with the addition of crust-mantle mixing source. The authors have reached the conclusion that the crustal helium gas and mantle helium gas are respectively affected by helium gas source rocks and deep fractures. It is suggested that more importance should be attached to crustal helium gas and that different methods should be adopted according to the different geneses.
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Key words:
- helium /
- distribution /
- genesis /
- influence factors /
- research direction
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图 3 中国岩浆岩露头分布略图(底图据参考文献[50])
Figure 3.
表 1 中国富氦天然气中氦气含量及氦同位素特征
Table 1. Helium content and helium isotopic characteristics of helium-rich nature gas in China
沉积盆地、构造单元、地区或油气田 取样井 气体组分及含量/% 同位素特征
3He/4He幢源含量/% R/Ra 参考文献 CH4 N2 CO2 He 苏6 2.08×10-6 17.9 1.49 海拉尔盆地 新乌1 0.18 [26] 乌13 0.04 古106 80 1.59 0.72 0.31 杜613 84.25 13.99 1.71 0.119 来63 91.98 7.64 0.19 0.13 英20 92.04 6.53 0.35 0.13 宋3 93.69 4.98 0.09 0.11 双13 79.36 18.41 0.92 0.124 升63 82.88 12.36 2.16 0.241 朝90 91.03 6.96 0.08 0.251 芳深1 89.51 8.28 0.27 0.404 汪902 94.39 3.05 0.24 0.102 昌201 93.91 4.93 0.27 0.22 芳深701 53.35 0.56 45.2 0.12 尚深1 87.91 10.04 0.226 松辽盆地北部 升深201 89.06 2.76 6.87 0.333 [23] 汪9-12 93.87 1.95 0.26 2.104 塔301 2.66×10-6 24 塔30-25 1.65×10-6 14.8 龙51-24 1.23×10-6 11.1 杏5-3-2 1.86×10-6 16.9 喇9-213 2.41×10-6 21.9 喇6-209 3.05×10-6 27.7 升58 1.37×10-6 12.4 升81 1.01×10-6 9.1 芳深4 1.37×10-6 12.4 芳深9 4.21×10-6 38.2 朝92-76 2.88×10-7 2.6 三2 1.43×10-7 1.3 松辽盆地南部万金塔构造 万2 7×10-6 万5 >99 6.3×10-6 60-70 [20] 万6 7.2×10-6 渤海湾盆地辽河坳陷 界3 ≈80 18.4 0.1 5.5×10-6 >50 [24] 渤海湾盆地济阳坳陷花沟地区 花501 1.01 50.94 44.98 3.2 4.47×10-6 3.2 花501 74.76 6.1 18.04 [24-27] 花501 1.77 61.86 34.27 3.1 4.34×10-6 3.1 孔古7a 2.9×10-6 26.2 2.07 孔古7b 2.52×10-6 22.8 1.81 孔古7c 2.2×10-6 19.9 1.57 孔古3 1.33×10-6 11.9 0.95 孔古4 8.97×10-7 6.4 0.64 板中14 2.82×10-7 渤海湾盆地黄骅坳陷 管187 4.32×10-7 [20, 27] 港深7 4.85×10-7 港151 5.05×10-6 新8-8 3.04×10-6 西10-7 3.81×10-6 西46-6 1.48×10-6 西9-12 2.85×10-6 渤海湾盆地东濮凹陷 文23 2.23×10-7 [20] 文108 3.28×10-7 白10 8.62×10-7 开28 8.48×10-7 纪1 6.42×10-6 苏泰174 5.54×10-6 苏北盆地东台凹陷 永7 7.45×10-7 [20-21] 黄浅2 27.39 57.87 8.8 1.2 4.9×10-6 ≈50 3.2 黄浅14 27.44 63.26 4.26 1.34 3.7×10-6 ≈40 2.65 苏北盆地东台凹陷黄桥地区 黄验1 0.07 0.34 99.5 4.9×10-6 [20-21] 黄验1 0.07 4.49 94.25 苏太1 0.65 9.65 87.3 苏太1 0.74 1.01 98.19 6.4×10-6 50-60 苏北盆地溱潼凹陷 苏203 2.65 5.09 92.06 0.089 3.84×10-6 ≈40 2.74 [22] 苏190 31.38 33.07 15.45 0.096 3.56×10-6 2.54 苏北盆地金湖凹陷 闵7 67.17 23.12 0.55 0.096 1.75×10-6 1.25 [21] 卞9-2 78.73 20.08 0.18 2×10-6 1.43 天深33 79.97 7.56 0.085 4.39×10-6 40 3.13 天深45 96.46 2.73 0.41 0.081 2.87×10-6 2.05 苏州溪桥地区 黄浅11 24-28 56 15 1.06 3.71×10-6 2.65 [28] 水深3 65.63 10.97 12.54 0.26 5.7×10-6 水深3 0.3 5.76×10-6 水深12 72.99 15.26 1.45 0.25 >50 水深12 0.245 4.08×10-6 水深11 69.13 11.04 5.95 0.085 水深9 0.29 0.007 99.6 6×10-6 水深9 0.008 6.02×10-6 ≈60 三水盆地 水深24 0.25 0.32 99.45 6.3×10-6 [20] 水深24 6.39×10-6 水深44 12.29 1.79 83.99 水深44 0.11 6.26×10-6 宝1 1.6×10-6 水深17 0.014 1.71×10-6 南20 0.145 2.45×10-6 5排1 2.9×10-6 塔里木盆地和田河气田 玛2 1.07×10-7 [17] 玛4 1.08×10-7 玛401 1.16×10-7 塔里木盆地巴什托构造 麦3 61.19 26.3 1.18 0.73 [16, 18] 麦4 65.59 23.28 2.03 0.68 塔里木盆地亚松迪构造 巴探2 72.66 14.6 3.07 0.22 [18] 塔里木盆地雅克拉构造 沙参2 77.85 4.55 6.02 0.07 [18] 沙6 90.85 4.98 2.27 0.19 沙5 70.37 6.88 19.43 0.22 沙15 87.55 2.59 1.35 0.05 沙15 80.59 4.49 2.27 0.09 沙15 87.44 7.84 2.1 0.32 塔里木盆地沙西2号构造 沙13 57.94 33.76 2.19 [18] 塔里木盆地沙雅隆起 2.16×10-7 [17] 威浅1 98.36 0.4 0.033 威浅1 97.36 0.8 威7 94.82 5 0.166 威7 94.82 3.02 威7 94.88 2.49 1.97 0.07 威7 94.17 3.09 1.82 0.003 威26 92.68 5.12 1.8×10-8 0.01 威基井 89.6 4.84 0.12 威Z 88.5 6.67 0.203 威23 7.4 0.235 威23 85.44 8.14 4.75 0.262 威28 90.8 9.17 威28 86.21 7 5 0.308 四川盆地威远气田 威28 67.63 26.7 1.23 0.248 [9, 11-12] 威28 67.03 26.7 1.23 0.248 威29 82.9 15.31 2.8×10-8 0.02 威5 86.76 7.24 4.4 0.362 3.03×10-8 0.02 威5 86.41 7.59 4.58 0.23 <0.3 威5 94.28 3.36 0.108 3.03×10-8 威2 85.07 8.33 4.86 0.25 2.9×10-8 0.02 威27 87.07 6.02 5.19 0.305 威27 85.85 7.81 4.7 0.218 威30 86.57 7.55 4.4 0.342 威39 86.74 7.08 4.53 0.273 威100 86.8 6.47 5.07 0.298 威106 86.54 6.26 4.82 0.315 威46 85.66 8.11 4.66 0.252 西京回灌井 18.86 77.36 0.75 1.487 西京开采井 16.50 75.63 5.608 1.099 省邮管局 12.08 85.4 0.532 1.275 体育学院 11.77 84.95 0.538 1.08 电力职大 10.7 32.18 53.34 0.4 电力职大 7.423 14.11 76.40 0.203 丰盛园 5.477 90.47 0.733 0.807 华夏温泉 12.05 66.62 16.58 0.254 华夏温泉 11.38 49.44 36.85 0.394 第四军医大 10.46 82.35 4.574 1.005 大明宫 6.085 88.03 3.191 0.811 渭河盆地 秦宝娱乐城 2.17 0.7 4.7×10-8 0.03 [29-32] 户县灵山寺 16.95 0.477 6.5×10-8 0.05 户县苗圃 0.826 0.41 2.92×10-7 0.21 临潼771所 0.449 1.076 7.8×10-7 ≈6 0.56 临潼临2井 0.144 0.84 峪后温泉 0.965 3.395 1.26×10-7 0.09 蓝田东汤峪 0.81 0.129 5.02×10-8 0.04 电子科大 5.581 1.053 3.61×10-8 0.03 唐园小区 10.23 1.177 供销公司 3.626 0.308 5.56×10-8 0.04 武警医院 3.689 0.745 西安电缆厂 10.17 0.427 5.17×10-8 0.04 中医学院 82.44 0.114 1.49×10-7 0.11 WR2 47.84 26.26 19.3 0.163 渭河盆地 WR1 70.12 7.77 17.8 0.1 [29-32] WR4 24.57 43.3 28.5 0.379 051 28.3 62.86 2.1 4.942 051JS 18.03 67.78 1.1 3.365 注:表中全部数据均为引用 -
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