祁连山冻土区天然气水合物分解气碳氢同位素组成特征 被引量：19

1

作者 刘昌岭 贺行良 +3 位作者 孟庆国 业渝光 祝有海 卢振权 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期489-494,共6页

开展祁连山冻土区天然气水合物气体同位素研究,是解决其气体成因、来源等科学问题的一个重要手段。本研究采集祁连山南麓多年冻土区水合物科学钻探DK2和DK3孔共8个含水合物的岩芯样品,采用真空顶空法收集样品中水合物的分解气,分别用气... 开展祁连山冻土区天然气水合物气体同位素研究,是解决其气体成因、来源等科学问题的一个重要手段。本研究采集祁连山南麓多年冻土区水合物科学钻探DK2和DK3孔共8个含水合物的岩芯样品,采用真空顶空法收集样品中水合物的分解气,分别用气相色谱(GC)、气相色谱同位素比值质谱(GC-IRMS)测定其气体成分和同位素组成,测试结果表明:祁连山冻土区天然气水合物样品的气体碳氢同位素变化较大,甲烷、乙烷和丙烷的碳同位素(δ13C)变化范围分别为-52.6‰～-48.1‰、-38.6‰～-30.7‰和-34.7‰～-21.2‰,而二氧化碳的碳同位素(δ13C)最低为-27.9‰,最高为16.7‰;甲烷、乙烷和丙烷的氢同位素(δD)变化范围分别为-285‰～-227‰、-276‰～-236‰和-247‰～-198‰。通过对这些碳氢同位素进行综合研究,包括气体分子组成与同位素的关系分析、甲烷的碳氢同位素之间的关系判断等,结果表明研究区天然气水合物的气体主要来源于热解气,而且是在淡水环境中形成的有机成因气。 展开更多

关键词 天然气水合物 祁连山冻土区 碳氢同位素 热解气 微生物气

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气相色谱-同位素比值质谱法测定天然气水合物气体单体碳氢同位素 被引量：17

2

作者 贺行良 刘昌岭 +2 位作者 王江涛 张媛媛 孟庆国 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期154-158,共5页

天然气水合物气体同位素组成数据是其气体成因、运移与积聚过程研究的重要参数。目前天然气水合物气体单体碳、氢同位素仪器分析技术主要借鉴天然气的分析方法,但对水合物气的分解、收集、储存等前处理技术缺乏系统研究。本文利用气相色... 天然气水合物气体同位素组成数据是其气体成因、运移与积聚过程研究的重要参数。目前天然气水合物气体单体碳、氢同位素仪器分析技术主要借鉴天然气的分析方法,但对水合物气的分解、收集、储存等前处理技术缺乏系统研究。本文利用气相色谱-同位素比值质谱(GC-IRMS)技术,对比研究了顶空法、注射器法和排水法等水合物气体分解与收集方法的实用性,以及铝塑气袋和丁基橡胶塞密封的玻璃顶空瓶对分解气的储存效果。实验结果表明:在丁基橡胶塞密封的玻璃顶空瓶内真空分解且原位储存是水合物气体单体碳、氢同位素分析的最佳前处理方法。方法标准偏差为0.12‰～0.23‰[δ13C-(C1-C3,CO2)]、1.0‰～1.8‰[δD-(C1-C3)];相对标准偏差(RSD,n=6)为0.38%～0.86%[δ13C-(C1-C3,CO2)]、0.62%～1.00%[δD-(C1-C3)]。通过对南海神狐海域、祁连山冻土区、人工合成水合物样品的分析测定,表明该方法简便实用、适用范围宽,可满足天然气水合物气体单体碳、氢同位素的分析要求。 展开更多

关键词 天然气水合物气体 碳氢同位素 气相色谱-同位素比值质谱法

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煤成天然气碳氢同位素组成及成藏意义:以鄂尔多斯盆地上古生界为例 被引量：13

3

作者 冯乔 耿安松 +1 位作者 廖泽文 张小莉 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期261-266,共6页

天然气碳氢同位素在线分析表明鄂尔多斯盆地上古生界天然气属于煤成气,不同地区不同层位的天然气碳氢同位素组成存在明显差异,构成了3类不同的分布模式,即榆林型(C2—P2)、苏里格型(P1—P2)和神木-米脂型(P3)。榆林型天然气碳氢同位素... 天然气碳氢同位素在线分析表明鄂尔多斯盆地上古生界天然气属于煤成气,不同地区不同层位的天然气碳氢同位素组成存在明显差异,构成了3类不同的分布模式,即榆林型(C2—P2)、苏里格型(P1—P2)和神木-米脂型(P3)。榆林型天然气碳氢同位素组成符合随碳数增加δ13C与δD值均逐渐变重的热成因气的变化规律,为成熟—较高成熟阶段的产物;苏里格型天然气C3H8的δ13C3与δDC3值均出现比C2H6偏轻的特征,可能是煤岩生烃过程中,同位素动力学分馏效应固有特征的反映;神米型的突出特点是石千峰组天然气的碳氢同位素值明显比其下伏气藏偏轻,δ13C1、δ13C2偏轻约2.5‰,δDC1值偏轻约12‰(榆17井),可能为较高热演化阶段凝析油裂解和(或)运移分馏聚集而成。这3类气藏碳氢同位素组成的差异,反映了不同热演化阶段煤成天然气同位素组成的固有特征,从而为天然气聚集与成藏研究提供了重要例证。 展开更多

关键词 碳氢同位素 分布模式 天然气成藏 鄂尔多斯盆地

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滇西兰坪盆地多金属矿床碳、氧、氢同位素组成及其地质意义 被引量：18

4

作者 李志明 刘家军 +2 位作者 秦建中 廖宗廷 张长江 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期360-366,共7页

兰坪盆地多金属矿床碳、氧和氢同位素组成特征表明,成矿流体中的CO2源自海相碳酸盐岩(或蚀变海相碳酸盐岩)的热解作用和沉积有机物的氧化作用或脱羧基作用;成矿流体为古大气降水在一定地质条件下与盆地和基底岩石发生水岩作用而形成的... 兰坪盆地多金属矿床碳、氧和氢同位素组成特征表明,成矿流体中的CO2源自海相碳酸盐岩(或蚀变海相碳酸盐岩)的热解作用和沉积有机物的氧化作用或脱羧基作用;成矿流体为古大气降水在一定地质条件下与盆地和基底岩石发生水岩作用而形成的盆地热卤水,其中金顶铅锌矿床的成矿流体尚有变质水的混入。这表明盆地内多金属矿床的成矿物质应源自地壳(基底和盆地地层),喜马拉雅期盆地周缘碱性岩浆活动对盆地内多金属矿床的成矿作用贡献是间接的,沉积有机物直接参与了成矿作用。 展开更多

关键词 碳、氧、氢同位素 地质意义 多金属矿床 滇西兰坪盆地

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冲绳海槽浮岩中碳、氢同位素组成特征 被引量：7

5

作者 于增慧 翟世奎 赵广涛 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期58-64,共7页

利用分阶段热解释放气体质谱分析法研究了冲绳海槽浮岩热解释放气中CO2和H2O的碳、氢同位素组成,结果显示:浮岩中原生CO2和H2O主要释放于400～1000℃,CO2的碳同位素组成介于-6 7×10-3～-22 7×10-3,H2O的氢同位素组成从-45... 利用分阶段热解释放气体质谱分析法研究了冲绳海槽浮岩热解释放气中CO2和H2O的碳、氢同位素组成,结果显示:浮岩中原生CO2和H2O主要释放于400～1000℃,CO2的碳同位素组成介于-6 7×10-3～-22 7×10-3,H2O的氢同位素组成从-45×10-3变到-71×10-3,均落入幔源火山岩的变化范围,而且浮岩的氢同位素组成与海槽区玄武岩的氢同位素组成非常接近,这表明冲绳海槽浮岩与玄武岩之间具有密切的成因联系,浮岩岩浆和玄武岩岩浆是同源岩浆不同程度结晶分异的产物.另外,这些浮岩较洋中脊玄武岩要贫13C,并富集D,同时具有从洋中脊玄武岩向岛弧玄武岩变化的趋势,这表明浮岩岩浆在形成或上升过程中可能受到俯冲板块释放流体的影响. 展开更多

关键词 碳、氢同位素组成 俯冲板块 浮岩 冲绳海槽

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羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分及甲烷碳、氢同位素特征研究 被引量：2

6

作者 王进寿 卢振权 +3 位作者 王富春 陈静 薛万文 张志清 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1306-1313,共8页

羌塘北缘开心岭-乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭-乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99.83%~99.96%,同时伴随有少量乙烷、丙... 羌塘北缘开心岭-乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭-乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99.83%~99.96%,同时伴随有少量乙烷、丙烷,另含微量的乙烯和丙烯。开心岭一带水溶烃甲烷δ13CPDB值介于-46.5‰^-55.1‰,δDVSMOW值为-281.0‰^-342.0‰;乌丽一带水溶烃甲烷δ13CPDB值介于-47.8‰^-58.9‰,δDVSMOW值为-339.0‰^-346.0‰,指示水溶烃甲烷为有机成因,但气源较复杂,利用δ13CCH4-δDCH4、δ13C1-C1/(C2+C3)等成因图解判别,得出甲烷主要属微生物气,次之为热解成因气,混有少量原油伴生气。推断甲烷主要为有机质在微生物作用下分解的烃类气体或次生生物气,与晚二叠世那益雄组含煤烃源岩有关,气源条件暗示该地区冻土带200~500 m深度内有利于微生物成因气为主的甲烷天然气水合物形成。 展开更多

关键词 水溶烃组分 甲烷碳、氢同位素 成因 天然气水合物 开心岭-乌丽冻土区 羌塘北缘

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雨汪区块煤层气气体同位素变化特征及成因判识

7

作者 王芳芳 吴财芳 +3 位作者 杜明洋 唐依然 王聪 文德修 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期148-157,共10页

研究煤层气地球化学特征及其成因,对煤层气成藏及资源勘查开发具有重要意义。为探究滇东雨汪区块煤层气成因及其地球化学特征,采集该区6口典型煤层气井的产出气气样,开展了组分测定、碳同位素和稀有气体同位素测试,系统分析了煤层CH_(4)... 研究煤层气地球化学特征及其成因,对煤层气成藏及资源勘查开发具有重要意义。为探究滇东雨汪区块煤层气成因及其地球化学特征,采集该区6口典型煤层气井的产出气气样,开展了组分测定、碳同位素和稀有气体同位素测试,系统分析了煤层CH_(4)、N_(2)等气体的成因,并结合水文地质环境,探讨了雨汪区块煤层气排采过程中气体的同位素变化及其控制因素。结果表明:雨汪区块煤层气井产出气中CH_(4)体积分数平均为73.95%~92.90%,乙烷、CO_(2)、N_(2)体积分数分别为0.20%~0.40%、0.05%~1.05%、6.15%~25.32%。此外,He仅在产气第1天检测到,而碳原子数大于2的烃类未检测到;煤层气干燥系数(C_(1)/C_(1~5))为0.9995~0.9997,属于高成熟干气;CH_(4)的δ^(13)C值为-36.7‰~-27.6‰,为有机质热成因气;CO_(2)的δ^(13)C值介于-19.1‰~-6.6‰,主体分布在-18.0‰~-14.3‰,为有机成因;氮气体积分数平均为12.63%,含量相对较高,其φ(N_(2))/φ(Ar)远大于84,以有机成因为主;氩气体积分数平均为0.06%,远大于0.017%,以大气成因为主;氦气体积分数平均为0.02%,φ(^(3)He)/φ(^(4)He)为0.29×10^(-8)~19.6×10^(-8),主体范围为2.00×10^(-8)~9.38×10^(-8),φ(^(3)He)/φ(^(4)He)与大气氦的比值介于0.01~0.09,属于典型的壳源氦气,且φ(^(4)He)、φ(^(20)Ne)的变化趋势与φ(^(4)He)/φ(^(20)Ne)具有一致性;随着排采时间增加,气体纯度增高,产出气的烷烃同位素值呈现逐渐变轻的趋势。研究认为,雨汪区块煤层气“变干、变轻”是气体解吸、扩散和水溶解作用综合影响的结果。 展开更多

关键词 煤层气 地球化学 成因类型 碳氢同位素 雨汪区块

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深埋煤层群上被保护层卸压瓦斯精准溯源量化模型与方法

8

作者 卫德俊 陈学习 +6 位作者 刘照辉 吴建宇 姚威 刘鹏 肖健 韦晓波 孙洪涛 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期150-157,共8页

为解决突出深埋煤层群采用保护层开采时上被保护层卸压瓦斯分布规律难以精准确定的问题,基于碳、氢同位素质量守恒原理,构建三端混源瓦斯精确量化溯源模型。通过采集丁_(5-6)、戊_(8)、戊_(9-10)煤层母本瓦斯气样及距开采层不同高度的... 为解决突出深埋煤层群采用保护层开采时上被保护层卸压瓦斯分布规律难以精准确定的问题,基于碳、氢同位素质量守恒原理,构建三端混源瓦斯精确量化溯源模型。通过采集丁_(5-6)、戊_(8)、戊_(9-10)煤层母本瓦斯气样及距开采层不同高度的混合瓦斯气样,开展碳、氢同位素测试分析。研究结果表明:回采工作面上隅角埋管抽采的混合瓦斯中,丁_(5-6)、戊_(8)、戊_(9-10)煤层瓦斯占比分别为16%、78%、6%;在戊_(9-10)煤层顶板8倍、10倍、12倍、14倍采高处,丁_(5-6)煤层卸压瓦斯占比依次为26%、31%、37%、45%,戊_8煤层卸压瓦斯占比则分别为72%、66%、61%、53%。该研究成果实现了开采空间内被保护层卸压瓦斯分布的量化分析,不仅可为保护层回采工作面邻近层卸压瓦斯的精准抽采提供指导,还能为评估被保护层的卸压保护效果提供重要参考依据。 展开更多

关键词 保护层开采 碳氢同位素 三端溯源模型 卸压瓦斯 瓦斯抽采

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鄂尔多斯盆地奥陶系盐下马四段高含硫天然气地球化学特征及成因 被引量：5

9

作者 魏柳斌 刘文汇 +8 位作者 王前平 罗厚勇 武春英 王晓锋 师平平 张东东 陈晓艳 张雯 管晓涵 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期683-695,共13页

鄂尔多斯盆地盐下天然气勘探取得重大突破,在马四段多次钻获高含硫化氢天然气,地质和地球化学特征表明其成因和来源尚不明确。通过系统采集马四段天然气、乌拉力克组页岩气和上古生界致密砂岩气样品,测定天然气的组分和碳、氢同位素组成... 鄂尔多斯盆地盐下天然气勘探取得重大突破,在马四段多次钻获高含硫化氢天然气,地质和地球化学特征表明其成因和来源尚不明确。通过系统采集马四段天然气、乌拉力克组页岩气和上古生界致密砂岩气样品,测定天然气的组分和碳、氢同位素组成,结合盆地中东部地质实际开展天然气成因和气源研究。结果显示,马四段天然气是以甲烷为主的干气,干燥系数平均值为0.97,乙烷平均含量为1.07%,丙烷平均含量为0.32%,其余重烃气平均含量0.38%;硫化氢平均浓度为124774×10-6,是TSR作用的产物,明显区别于上古生界致密砂岩气和乌拉力克组页岩气,研究区内由西向东硫化氢含量逐渐降低;马四段天然气中甲烷碳同位素组成介于-44.8‰~-36.4‰,平均值为-40.3‰;乙烷碳同位素组成介于-27.7‰~-19.1‰,平均值为-24.3‰;甲烷氢同位素组成介于-172‰~-140‰,平均值为-162‰;乙烷氢同位素组成介于-140‰~-112‰,平均值为-119‰;马四段天然气具有较轻的甲烷碳同位素组成和较重的甲烷氢同位素组成,指示马四段天然气具有与上古生界煤成气不同的气源。以甲烷碳、氢同位素组成及组分作为高含硫天然气的主要判识参数,识别出马四段天然气具有“自生自储”的特征,气源岩为马家沟组含膏层系发育的海相烃源岩;TSR促进了烃类向非烃的转化,重烃气向甲烷的转化,也会导致烃类碳同位素组成的变化;部分气藏乙烷碳同位素组成已经明显重于干酪根碳同位素组成,超出了热演化的影响范围,凸显TSR作用对乙烷碳同位素影响较大。基于马家沟组盐下天然气的形成演化地质背景,初步估算TSR能导致乙烷碳同位素组成变重5‰~10‰。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 马家沟组 天然气成因 碳氢同位素组成 硫化氢

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五里堠井田煤系气合采产气来源及贡献判识 被引量：1

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作者 倪小明 冯冬 +2 位作者 郝少伟 王凯 苏二磊 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第6期952-958,共7页

查明煤系气合采时的产气来源及产气贡献能为合采方案制定奠定基础。以潞安矿区五里堠井田的煤系气勘探开发资料为基础,开展了3+4号煤系地层、15号煤层中CH4气体的碳、氢同位素测试,结合二元气体分源模型,判识出6口合采井的产气来源及占... 查明煤系气合采时的产气来源及产气贡献能为合采方案制定奠定基础。以潞安矿区五里堠井田的煤系气勘探开发资料为基础,开展了3+4号煤系地层、15号煤层中CH4气体的碳、氢同位素测试,结合二元气体分源模型,判识出6口合采井的产气来源及占比。基于突变理论,考虑影响煤系气产量的含气性、渗透性和解吸性等因素,计算出3口合采井中3+4号煤系气和15号煤层气的产气量贡献。结果表明:多产气层气体的碳、氢同位素值存在差异时,可以据此判识各产气层的来源及占比。当3+4号煤系地层稳定产气但15号煤层未解吸时,产出的气体均来源于3+4号煤系地层;当3+4号煤系地层和15号煤层均稳定产气时,3+4号煤系地层产气来源占42%~45%,15号煤层产气来源占55%~58%。基于突变理论计算出的3口合采井的产量劈分系数与实验测试结果相差不大,印证了该方法的可行性。该成果为准确判识该井田煤系气合采产层来源及贡献提供了方法和依据。 展开更多

关键词 煤系气合采井 产气来源 产气量贡献 碳、氢同位素 突变理论

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中国天然气水合物气的成因类型 被引量：37

11

作者 戴金星 倪云燕 +4 位作者 黄士鹏 彭威龙 韩文学 龚德瑜 魏伟 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期837-848,共12页

基于中国祁连山冻土带、南海北部珠江口盆地、台西南盆地的陆坡等天然气水合物样品资料,进行了天然气水合物气的成因类型分析。研究结果表明,祁连山木里地区中侏罗统江仓组发现的天然气水合物气主要是油型气,为自生自储型,δ^(13)C_1值... 基于中国祁连山冻土带、南海北部珠江口盆地、台西南盆地的陆坡等天然气水合物样品资料,进行了天然气水合物气的成因类型分析。研究结果表明,祁连山木里地区中侏罗统江仓组发现的天然气水合物气主要是油型气,为自生自储型,δ^(13)C_1值为-52.7‰^-35.8‰,δ^(13)C_2值为-42.3‰^-29.4‰;还发现了少量煤成气,气源岩可能主要为中侏罗统木里组含煤地层,δ^(13)C_1值为-35.7‰^-31.3‰,δ^(13)C_2值为-27.5‰^-25.7‰。南海珠江口盆地与台西南盆地天然气水合物气主要是CO_2还原型生物气,δ^(13)C_1值为-74.3‰^-56.7‰,δD1值为-226‰^-180‰;还发现热成因气遗迹,δ^(13)C_1值为-54.1‰^-46.2‰。综合国内外20个地区(盆地)相关天然气水合物气地球化学资料,提出世界天然气水合物热成因气既有油型气也有煤成气,以油型气为主,在中国祁连山和加拿大温哥华岛附近识别出了少量煤成气,煤成气δ^(13)C_1值重即大于等于-45‰,δ^(13)C_2值大于-28‰;油型气δ^(13)C_1值为-53‰^-35‰,δ^(13)C_2值小于-28.5‰。世界天然气水合物气主要是生物成因气,并以CO_2还原型生物气为主,仅在俄罗斯贝加尔湖盆地发现乙酸发酵型生物气。CO_2还原型生物气δD1值重即大于等于-226‰,乙酸发酵型生物气δD1值轻即小于-294‰。世界天然气水合物的生物气δ^(13)C_1值最重的为-56.7‰,最轻的为-95.5‰,其中-75‰^-60‰是高频段。世界天然气水合物气δ^(13)C_1值最重为-31.3‰,最轻的为-95.5‰;δD_1值最重的为-115‰,最轻的为-305‰。 展开更多

关键词 神狐海域 祁连山冻土带 天然气水合物气 生物气 油型气 煤成气 碳氢同位素组成 成因类型

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塔里木盆地前陆区和台盆区天然气的地球化学特征及成因 被引量：46

12

作者 刘全有 戴金星 +1 位作者 金之钧 李剑 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期107-114,共8页

通过对塔里木盆地天然气碳氢同位素分析,主要存在两种类型天然气,即油型气与煤型气。油型气烷烃气碳同位素组成较轻(δ13C2<-28‰,δ13C3<-25‰),氢同位素组成偏重,成烃母质主要为海相沉积环境形成的寒武系—下奥陶统或中下奥陶... 通过对塔里木盆地天然气碳氢同位素分析,主要存在两种类型天然气,即油型气与煤型气。油型气烷烃气碳同位素组成较轻(δ13C2<-28‰,δ13C3<-25‰),氢同位素组成偏重,成烃母质主要为海相沉积环境形成的寒武系—下奥陶统或中下奥陶统烃源岩,分布区域主要为台盆区;而煤型气烷烃气碳同位素组成较重(δ13C2>-28‰,δ13C3>-25‰),氢同位素组成偏轻,成烃母质主要为陆相沉积环境形成的三叠系—侏罗系烃源岩,分布区域主要为前陆区。在塔里木盆地,烷烃气同位素组成局部倒转主要与烃源岩热演化程度差异有关;同时,在局部地区硫酸盐热还原(TSR)也可引起碳同位素组成的局部倒转。塔里木盆地天然气中3He/4He值偏高可能与残留在岩石中的少量深部气体混入气藏有关。 展开更多

关键词 塔里木盆地 天然气 碳氢同位素组成 3He/4He值 构造活动

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采空区瓦斯涌出来源量化判识方法——以寺河矿为例 被引量：32

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作者 周伟 袁亮 +4 位作者 张国亮 都海龙 薛生 贺光会 韩云春 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1016-1023,共8页

为准确量化和动态反映工作面采空区瓦斯涌出来源,以沁水盆地寺河矿为研究区,采集煤体解吸瓦斯,测试分析了3号煤层及其7层邻近煤层解吸瓦斯组成成分,CH4,C2H6,CO2稳定碳同位素值,CH4氢同位素值及其分布特征,建立了基于稳定碳氢同位素和... 为准确量化和动态反映工作面采空区瓦斯涌出来源,以沁水盆地寺河矿为研究区,采集煤体解吸瓦斯,测试分析了3号煤层及其7层邻近煤层解吸瓦斯组成成分,CH4,C2H6,CO2稳定碳同位素值,CH4氢同位素值及其分布特征,建立了基于稳定碳氢同位素和组分平均值的采空区瓦斯分源计算模型,实现采空区沿走向推进时各煤层瓦斯来源的量化分源计算,并完成了与传统分源预测计算结果的对比分析。研究表明,寺河矿主要煤层解吸气组分和稳定碳氢同位素值在横纵向均存在差异,总体表现为瓦斯中甲烷体积分数随煤层深度增大而增大,瓦斯碳氢同位素随深度增大出现偏重的特点,5302工作面采空区沿走向瓦斯涌出动态变化过程可以分本煤层涌入主体阶段、近邻近层涌入过渡阶段、动态平衡稳定阶段。随工作面推进,采空区内3号煤瓦斯涌出占比逐渐下降,最终稳定在20%~25%,近邻近层呈现先升后降并趋稳的特征,最终稳定在20%~25%,远邻近层9和15号瓦斯涌入主要在滞后工作面110 m后逐渐上升后趋稳,9号煤瓦斯最终占比20%~25%,15号煤瓦斯最终占比30%~35%。与传统分源预测结论相比,稳定碳氢同位素量化分源可以反映采空区内各煤层瓦斯涌出的动态演化过程,相比分源预测结论更有利于指导工作面生产实际。 展开更多

关键词 采空区 瓦斯来源 碳氢同位素 分布特征 分源计算

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中上扬子区海相层系流体特征与油气保存条件 被引量：17

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作者 刘光祥 沃玉进 +1 位作者 潘文蕾 张长江 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期17-21,27,共6页

通过对中上扬子区地层水化学特征、地层水氢氧硫同位素、天然气组成特征、天然气烷烃碳同位素、甲烷氢同位素、天然气轻烃组成特征等的研究,结合油气显示及产出情况将中上扬子区流体特征划分为5大区,即:川中—川西区(Ⅰ)、川北—川东—... 通过对中上扬子区地层水化学特征、地层水氢氧硫同位素、天然气组成特征、天然气烷烃碳同位素、甲烷氢同位素、天然气轻烃组成特征等的研究,结合油气显示及产出情况将中上扬子区流体特征划分为5大区,即:川中—川西区(Ⅰ)、川北—川东—川南区(Ⅱ)、江汉盆地南部(Ⅲ)、黔东南坳陷区(Ⅳ)和湘鄂西区、黔中及邻区、江汉盆地北部等区(Ⅴ),其对应的油气保存条件逐渐变差。 展开更多

关键词 氢氧硫同位素 碳氢同位素 地层水 天然气 油气保存条件 海相层系 中上扬子区

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煤层群开采工作面瓦斯精准定量溯源原理与技术 被引量：13

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作者 周福宝 刘宏 +2 位作者 刘应科 康建宏 贺志宏 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期11-18,共8页

煤层群开采工作面瓦斯涌出来源及比例的定量分析,是矿井瓦斯抽采设计与治理的重要前提。稳定碳氢同位素法基于瓦斯气体混合前后碳、氢同位素总量各自保持不变的原理,可以对工作面瓦斯各来源比例进行定量计算,成为工作面瓦斯精准定量溯... 煤层群开采工作面瓦斯涌出来源及比例的定量分析,是矿井瓦斯抽采设计与治理的重要前提。稳定碳氢同位素法基于瓦斯气体混合前后碳、氢同位素总量各自保持不变的原理,可以对工作面瓦斯各来源比例进行定量计算,成为工作面瓦斯精准定量溯源的有效方法。稳定碳氢同位素分析实现的必要条件是混合气样的瓦斯体积分数不低于10%,对此,首先提出煤层群开采工作面瓦斯精准定量溯源原理,并构建了高效分离低浓度瓦斯方法,研究了吸附柱中甲烷、氧气和氮气的分离规律,对比确定了优化的吸附剂种类和吸附柱尺寸,对上隅角、回风巷等地点的超低浓度瓦斯进行分离,进而进行稳定碳氢同位素测试。然后通过测得的各煤层端元气体以及工作面不同位置混合气体的甲烷碳、氢同位素值,利用二端元、三端元线性混合模型,定量分析了西山矿区东曲矿和屯兰矿的4个试验工作面各位置瓦斯来源的占比及规律。最终确定了近距离煤层群回采工作面瓦斯的重点抽采目标:工作面上隅角只有5%来自上邻近层,本煤层占比达到78%,因此应着力加大本煤层瓦斯抽采强度;采空区、上隅角、回风巷的瓦斯主要来源于本煤层卸压瓦斯,从采空区到上隅角和回风巷,上邻近层瓦斯占比呈现上升趋势;采空区、上隅角瓦斯各来源比例受工作面推进度影响较小,基本维持稳定。煤层群开采工作面瓦斯精准定量溯源技术实施简便,效果显著,有效解决了上隅角、回风巷等地点精准定量溯源的重大工程难题。 展开更多

关键词 煤层群 碳氢同位素 瓦斯涌出 定量溯源

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沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井煤层气地球化学特征及成因 被引量：10

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作者 刘超 冯国瑞 曾凡桂 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期67-72,77,共7页

为了研究废弃矿井中煤层气成因,以沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井为例,抽采废弃矿井中煤层气并进行化学组分和同位素测试,并采集部分废弃矿井水样品测试水中离子浓度、pH值等进行研究。结果表明:潘庄区块废弃矿井中煤层气CH4体积分数平... 为了研究废弃矿井中煤层气成因,以沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井为例,抽采废弃矿井中煤层气并进行化学组分和同位素测试,并采集部分废弃矿井水样品测试水中离子浓度、pH值等进行研究。结果表明:潘庄区块废弃矿井中煤层气CH4体积分数平均值为91.99%,CO2为1.26%,N2为6.73%;甲烷碳同位素(δ13C1)值为–31.36‰~–33.53‰,平均–32.25‰,氢同位素(δD)值为–182.76‰~–193.20‰,平均–187.538‰。废弃矿井排采水中阴阳离子主要为Mg2+、K+、HCO3–、Cl–、Na+、SO42–和NO3–等,产出水型为Mg-(HCO3)2型,表明矿井水受到地表水的强烈影响。废弃矿井中煤层气主要以热成因气为主,少量次生生物气。与附近未开采煤储层相比,研究区废弃矿井中的环境更有利于次生生物气的生成。 展开更多

关键词 废弃矿井 煤层气 碳氢同位素 次生生物气 沁水盆地潘庄区块

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淮北煤田芦岭矿区次生生物气地球化学证据及其生成途径 被引量：5

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作者 佟莉 琚宜文 +4 位作者 杨梅 侯泉林 张文静 房立志 颜志丰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期288-293,共6页

从煤储层甲烷碳氢同位素组成、甲烷与水的氢同位素值的定量关系、煤层气田产出水的来源3个方面探讨了淮北煤田芦岭矿区煤层气的成因,结果表明:煤层气组分中甲烷气占绝对优势(达97%以上),且明显显示出极干气的特征;甲烷碳和氢同位素值范... 从煤储层甲烷碳氢同位素组成、甲烷与水的氢同位素值的定量关系、煤层气田产出水的来源3个方面探讨了淮北煤田芦岭矿区煤层气的成因,结果表明:煤层气组分中甲烷气占绝对优势(达97%以上),且明显显示出极干气的特征;甲烷碳和氢同位素值范围分别为-67.6‰^-64.2‰,-206‰^-224‰,属于生物成因气的分布范围;甲烷氢同位素值(δD(CH4))和水氢同位素值(δD(H2O))定量关系表明,煤层甲烷气主要是二氧化碳还原作用生成的次生生物成因气;煤层水样品点同位素值均落在大气降水线附近,说明煤层水的主要来源为大气降水,符合生物成因气生成需有雨水补给的条件。综合3个方面定性和定量分析结果,并结合研究区构造-热演化史,认为现今淮北煤田芦岭矿区的煤层气主要为次生生物成因气。 展开更多

关键词 煤层气成因 次生生物气 碳氢同位素 氢氧同位素 淮北煤田

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延长探区延长组陆相页岩气地球化学特征和成因 被引量：5

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作者 徐红卫 李贤庆 +4 位作者 周宝刚 杨杰 张伟 王哲 高文杰 《矿业科学学报》 2017年第2期99-108,共10页

通过页岩气样品的气体组分含量及稳定碳、氢同位素分析,对鄂尔多斯盆地东南部延长探区上三叠统延长组陆相页岩气地球化学特征进行了研究,探讨了延长探区延长组陆相页岩气成因和来源。结果表明:(1)延长探区延长组页岩气以烷烃类气体为主(... 通过页岩气样品的气体组分含量及稳定碳、氢同位素分析,对鄂尔多斯盆地东南部延长探区上三叠统延长组陆相页岩气地球化学特征进行了研究,探讨了延长探区延长组陆相页岩气成因和来源。结果表明:(1)延长探区延长组页岩气以烷烃类气体为主(87.89%~99.66%),甲烷含量均小于95%(60.44%~91.68%),重烃组分含量高,干燥系数较低(64.00%~93.43%),非烃气体含量低(以N_2和CO_2为主,分别为0.68%和1.36%),为典型的湿气;(2)延长探区延长组页岩气甲烷、乙烷、丙烷和丁烷碳同位素值分别分布在-53.4‰^-46.3‰、-39.7‰^-31.9‰、-34.3‰^-29.6‰和-33.8‰^-25.0‰之间,碳同位素总体上表现为δ^(13)C_1<δ^(13)C_2<δ^(13)C_3<δ^(13)C_4的正碳同位素序列,仅少部分样品δ^(13)C_3和δ^(13)C_4发生倒转;(3)延长探区延长组页岩气以热成因气为主,主要为来源于低熟—成熟阶段的偏腐泥型页岩干酪根裂解形成的油型气。 展开更多

关键词 陆相页岩气 地球化学特征 碳氢同位素 延长组 延长探区

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淮南潘集外围深部煤层气地球化学特征及成因 被引量：16

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作者 刘会虎 兰天贺 +5 位作者 胡宝林 薛俊华 徐宏杰 张文永 任波 黄艳辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期498-506,共9页

潘集外围深部煤层气甲烷碳氢同位素分布及其成因对该区煤层气藏的形成和分布规律、煤层气资源评价均具有重要意义。采集了潘集外围深部主要煤层共25件煤样,通过解吸实验获得解吸气样进行了组分、甲烷稳定碳氢同位素测试,分析了深部煤层... 潘集外围深部煤层气甲烷碳氢同位素分布及其成因对该区煤层气藏的形成和分布规律、煤层气资源评价均具有重要意义。采集了潘集外围深部主要煤层共25件煤样,通过解吸实验获得解吸气样进行了组分、甲烷稳定碳氢同位素测试,分析了深部煤层气组分及稳定同位素分布特征,探讨了煤层气稳定碳氢同位素随埋深的变化特点,结合煤层气形成与演化过程、煤的变质程度分析了煤层气稳定同位素的地质影响,通过Whiticar成因图版揭示了深部煤层气成因,结合相关经验模型估算了煤层气不同成因来源气所占比例。研究结果表明:深部煤样解吸煤层气中CH_4含量介于16.2%~96.68%,平均为71.60%,重烃含量介于0.35%~32.13%,平均为9.86%,N_2含量介于0.13%~74.72%,平均为21.20%,CO_2含量介于1.62%~27.26%,平均为7.30%。自浅部至深部煤层甲烷碳同位素变化于-45.46‰^-31.17‰,平均为-40.92‰,甲烷氢同位素变化于-199.99‰^-133.87‰,平均为-178.04‰,稳定碳氢同位素具有随深度增加偏重的特点。构造热演化史表明研究区煤层气以热成因气为主,兼有生物气可能,研究区煤层Ro,max介于0.702 2%~0.998 3%,主要为气-肥煤,生成的煤层气为湿气,油型气的输入使得δ^(13)C_1偏重。Whiticar成因图版分析表明研究区煤层气为以热成因为主,经历了后生改造作用的混合气。估算结果表明13-1煤、11-2煤、8煤、7煤、6煤、5煤、4煤、3煤、1煤生成的煤层气中热成因气比例超过80%,生物气主要由CO_2还原作用所形成。 展开更多

关键词 潘集矿区 煤层气 地球化学特征 成因 碳氢同位素

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贵州西部地区煤层气井产出气地球化学特征 被引量：11

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作者 秦宗浩 杨兆彪 +5 位作者 秦勇 金军 吴丛丛 邢蓝田 李庚 李洋阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期712-720,共9页

基于贵州西部17口煤层气井不同排采时间的产出气,通过对气体组分、甲烷碳氢同位素测试以及产能数据的收集,结合研究区水动力条件以及地质特征,研究了该区域煤层气地球化学特征、地质控制因素及与煤层气产能的关系。结果显示:研究区煤层... 基于贵州西部17口煤层气井不同排采时间的产出气,通过对气体组分、甲烷碳氢同位素测试以及产能数据的收集,结合研究区水动力条件以及地质特征,研究了该区域煤层气地球化学特征、地质控制因素及与煤层气产能的关系。结果显示:研究区煤层气组分以甲烷为主,属于干气~特别干的气体,甲烷组分体积分数介于91.504%~99.508%,其次为N2和CO2,不同地方煤层气井重烃含量变化大。甲烷稳定碳同位素δ13C1值介于-44.1‰^-27.8‰,δD值介于-196.5‰^-120.8‰,属于热成因气,松河GP井组和大河边Z-1井接近于原生煤层气的特征,研究区东北部织金ZJ井组及其余各井明显受到运移-扩散次生作用的影响。贵州西部煤层气井产出气的甲烷碳氢同位素值呈现东北高西南低的分布趋势,煤变质程度对产出气的地球化学特征具有主要的控制作用,其中甲烷氢同位素值的分布亦受到沉积环境的变化控制。在同一煤层气井组内部,甲烷的碳氢同位素值大小受井组内水动力条件的变化以及开发煤层埋深的影响较大。甲烷碳氢同位素值与日产气量呈现负相关关系,其本质在于甲烷的碳氢同位素受控于埋深及埋深主导的水动力条件的变化,而埋深的差异性很好的控制了产气能力。煤层气井产出气随着排采时间的变化,煤层气气体组分和甲烷碳氢同位素值呈现一定规律的变化,其中碳氢同位素值随着排采时间变化总体有波动性增大变重趋势,这与组分分馏和同位素分馏有关。 展开更多

关键词 贵州西部 煤层气 气体组分 甲烷碳氢同位素 成因 分馏

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