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题名孔隙水中氦气溶解与脱溶量估算方法及其地质意义
被引量：7
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作者
赵栋
王晓锋
刘文汇
张东东
李孝甫
张珈毓
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机构
“大陆动力学”国家重点实验室·西北大学
西安石油大学实验室管理处(实验中心)
中国石化石油勘探开发研究院
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期155-164,共10页
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基金
国家自然科学基金项目“中西部叠合盆地氦气富集机理与资源潜力”(编号:4214100210)
“中上扬子地区震旦系—寒武系富氦页岩气形成机理研究”(编号:42102203)
+1 种基金
国家重点研发计划重点专项“富氦天然气成藏机制及氦资源分布预测技术”(编号:2021YFA0719002)
中国博士后科学基金资助项目“我国东部构造活动区壳—幔复合型氦资源中壳源氦的富集机制及主要控制因素研究”(编号:2022M712566)。
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文摘
经典氦气成藏理论着重强调外界流体(如CH4、N2等)对岩石孔隙水中溶解氦的“萃取”与“运载”作用,而并未充分考虑原位溶解氦赋存环境改变(特别是构造抬升引起的地层温、压变化)对He运聚成藏的影响,导致基于这一理论对氦气资源进行评价和开发时存在一定局限性。为此,利用本森系数(Bunsen Coefficient)对地层条件下He溶解度进行了计算,并在此基础上以单位体积(1km3)花岗岩为例,建立岩石孔隙水中氦气溶解、脱溶量计算模型,进而对地层温、压条件变化与He运聚成藏间的相关性进行了定性与定量研究。研究结果表明:(1)地层环境中He溶解度极小且变化幅度宽广,其变化主要受储层埋深及He摩尔分压共同影响,并通常随埋深及分压的增大而增大;(2)大幅构造抬升引起的地层温、压下降能够引发原位溶解氦规模性、持续性脱溶,从而为富氦气藏形成提供充足的游离氦源;(3)体积巨大的花岗岩体经过长时间累积产生的4He,可在适当条件下从孔隙水中脱溶释放。结论认为,可依据孔隙溶解氦气脱溶富集过程中是否发生规模性构造抬升,将壳源富氦天然气藏成藏模式总结为“抬升脱溶型”和“置换脱溶型”2种类型。
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关键词
氦气
本森系数
溶解度
花岗岩
溶解量
脱溶量
构造抬升
成藏模式
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Keywords
Helium
Bunsen coefficient
Solubility
Granite
Amount of dissolved helium
Amount of exsolved helium
Tectonic uplift
Accumulation model
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分类号
P618.13
[天文地球—矿床学]
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