孔隙水中氦气溶解与脱溶量估算方法及其地质意义

摘要：

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(1 km3)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.

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

所属期刊栏目：43

分类号：P597;P618.13;TE122.1

资助基金：国家自然科学基金;中上扬子地区震旦系—寒武系富氦页岩气形成机理研究;国家重点研发计划;中国博士后科学基金资助项目

在线出版日期：2023-03-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：155-164