張福禮,孫啟邦,王行運(yùn),鄒彥榮
(中國石化集團(tuán)華北石油局三普石油工程公司,陜西咸陽712000)
渭河盆地水溶氦氣資源評(píng)價(jià)
張福禮,孫啟邦,王行運(yùn),鄒彥榮
(中國石化集團(tuán)華北石油局三普石油工程公司,陜西咸陽712000)
通過對(duì)渭河盆地水溶氦氣資源的評(píng)價(jià),認(rèn)為渭河盆地水溶氦氣資源分布廣泛、品位高,水溶氣成因類型具有異巖多源混合的特點(diǎn)。水溶氦氣主要來自于殼源氣,富鈾花崗巖是其主要的源巖;盆地中深層地?zé)崴芎庥?種成藏模式,即深大斷裂帶對(duì)流型水溶氦氣成藏、斷塊對(duì)流-傳導(dǎo)復(fù)合型水溶氦氣成藏、斷階傳導(dǎo)型水溶氦氣成藏、凹陷傳導(dǎo)型水溶氦氣成藏;采用含氦水溶氣計(jì)算法和鈾放射性衰變計(jì)算法求得盆地水溶氦氣資源量為984.20×108~1141.31×108m3。
渭河盆地;水溶氣;水溶氦氣;發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià);發(fā)展前景
氦(He)在化學(xué)元素周期表上被列為零族元素,是一種稀有惰性氣體,有“黃金氣體”之稱,可見其之貴重。
1868年8月18日,法國天文學(xué)家彼埃爾·讓桑(Pierre Janssen)在印度南部觀測(cè)日全食時(shí),意外發(fā)現(xiàn)太陽光譜里面有一條陌生的明亮黃線,英國天文學(xué)家約瑟夫·洛基爾(Joseph Lockyer)也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了這條黃線,并把這種元素命名為“氦”,它的英語為helium(來自希臘語“太陽”)一詞首音節(jié)的音譯。1895年英國化學(xué)家威廉·拉姆塞(William Ramsay)從一種含鈾礦物中分離到氦的時(shí)候,讓人們認(rèn)識(shí)到地球上也有氦的分布。
氦是無色、無味、無毒的氣體,化學(xué)性質(zhì)極不活潑,不能燃燒,也不助燃,幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由于氦具有諸多獨(dú)特性質(zhì),它在工業(yè)、國防及許多尖端科學(xué)領(lǐng)域有很重要的用途:
①用作提升氣。氦氣相對(duì)密度較空氣小,為氫氣浮力的93%,氦又是惰性氣體,因此是比氫氣更為可靠的提升氣,用于充填氣球和飛艇。
②合成呼吸氣。由于氦在血液和細(xì)胞組織中的溶解度很小,用氦與氧混合的呼吸氣,代替空氣供深水潛水員呼吸用,可以減少病理學(xué)上稱作“潛水病”的危險(xiǎn)。氦氣滲透性很強(qiáng),可以較快地滲透肺部,用于治療哮喘、肺氣腫等呼吸道疾病。
③航天發(fā)射中用作壓送和吸掃氣。氦氣具化學(xué)惰性,沸點(diǎn)低,在航天發(fā)射中用作燃燒系統(tǒng)吹掃氣和各種燃料及氧化劑如液氫、液氧等壓送,還用于火箭助推器和宇宙飛船上氣動(dòng)機(jī)構(gòu)加壓。
④焊接和其它用保護(hù)氣。廣泛用于不銹鋼、銅、鎂、鋯、鈦等易氧化金屬或合金的焊接。氦氣還可用作半導(dǎo)體、光導(dǎo)纖維等生產(chǎn)過程的保護(hù)氣。
⑤傳熱介質(zhì)。由于氦不與原子反應(yīng)堆的燃料和其它物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng),故氦氣可用作原子反應(yīng)堆冷卻和熱交換的傳熱介質(zhì)。
⑥光學(xué)儀器填充氣。由于氦氣的性質(zhì)與理想氣體接近,折射率又小,因此用作光學(xué)儀器的填充氣,使光學(xué)儀器獲得很高靈敏度。
⑦低溫—超低溫和超導(dǎo)技術(shù)材料。還可用作氣相色譜載氣,用于真空設(shè)備檢漏等。
由于空氣中氦含量極低,從空氣中分離氦成本太高,世界市場(chǎng)上消費(fèi)的氦氣主要來自含氦天然氣。目前世界上僅有少數(shù)幾個(gè)國家存在具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的氦資源,氦資源最豐富的國家為美國,其次是阿爾及利亞、俄羅斯、加拿大等國。氦氣已成為各個(gè)國家的重要戰(zhàn)略資源,在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
渭河盆地是指陜西省中部秦嶺以北、北山以南的狹長(zhǎng)平坦地帶,地理坐標(biāo)東經(jīng)107°10'—110°20',北緯34°10'—35°10'。西端為寶雞峽谷地帶,東以潼關(guān)與汾河盆地為界,略作東西向延伸,長(zhǎng)約300 km,西部局促,東部漸行開闊,寬約35~70 km,面積約20000 km2。渭河自西而東貫穿盆地之中部,形成了現(xiàn)今的“關(guān)中”沖積平原,古有“八百里秦川”之稱。
在構(gòu)造成因上,渭河盆地是喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)裂陷、伸展發(fā)展而來的新生代斷陷盆地,具有凹陷深、地層新、形成晚的特點(diǎn)。沉積蓋層在南部最厚,約7000 m,為南深北淺、南陡北緩的不對(duì)稱箕狀斷陷(見圖1)。
圖1 渭河盆地構(gòu)造-地質(zhì)略圖Fig.1 Schematic structural-geological map of Weihe Basin
1961—1965年和1971—1975年,中國石化集團(tuán)華北石油局第三普查勘探大隊(duì)(原地礦部第三石油普查勘探大隊(duì),簡(jiǎn)稱三普,下同)曾先后兩上渭河盆地開展石油天然氣普查,在區(qū)域綜合物探、油氣綜合地質(zhì)研究基礎(chǔ)上,打出油氣普查井32口,其中發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異常井15口。1974年在周至的渭深13井氣測(cè)中,發(fā)現(xiàn)8個(gè)組段氣測(cè)異常,其中深部新近系上新統(tǒng)藍(lán)田—灞河組底部和中新統(tǒng)高陵群頂部異常層段,試氣測(cè)得少量天然氣流,天然氣甲烷含量20.8%~22.1%,重?zé)N含量0.09%~0.18%,氮?dú)夂?0%~76%,氦氣含量2.13%~4.14%。氦氣含量超過天然氣氦氣工業(yè)指標(biāo)(0.1%),已經(jīng)達(dá)到富氦(0.7%)標(biāo)準(zhǔn),這是在盆地首次發(fā)現(xiàn)稀有氣體氦氣。限于當(dāng)時(shí)工作的局限性和后來石油普查區(qū)域的轉(zhuǎn)移,這一發(fā)現(xiàn)未能引起更多的重視。
1986年,三普三上渭河盆地,開展地?zé)嵝履茉撮_發(fā)。2004年年初,筆者在分析西安四軍大地?zé)峋責(zé)崴廴締栴}時(shí),在提取的地?zé)崴軞夥治鰳悠分邪l(fā)現(xiàn)氦氣含量高達(dá)1.005%,聯(lián)想到渭深13井的富氦天然氣,筆者意識(shí)到渭河盆地可能形成分布廣泛、儲(chǔ)存規(guī)模很大的水溶性富氦資源。之后在西安和咸陽等多口地?zé)峋刑崛〉責(zé)崴軞鈽悠?,?shí)測(cè)氦氣含量均高于其工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到0.214%~1.740%。從2004年至2010年,連續(xù)立項(xiàng)開展了對(duì)渭河盆地新型水溶氦資源的評(píng)價(jià)和綜合利用的攻關(guān)研究,取得了系統(tǒng)、完整的研究成果,其中《渭河盆地水溶含氦天然氣的資源評(píng)價(jià)及綜合利用》項(xiàng)目獲得了中國石化集團(tuán)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。取得的主要成果有:
①通過深化渭河盆地形成大型地?zé)崤璧?、大型水溶氦氣盆地的基礎(chǔ)地質(zhì)、區(qū)域地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)特征研究,明確了盆地地下熱水和水溶氦氣賦存的優(yōu)越地質(zhì)條件。
②依據(jù)地?zé)峋畬?shí)測(cè)數(shù)據(jù)及鈾放射性衰變生氦機(jī)理,進(jìn)行了兩種方法氦氣資源量定量計(jì)算。
③依據(jù)盆地流體循環(huán)特點(diǎn),建立了渭河盆地流體系統(tǒng)和水溶氦氣成藏模式、類型。
④完成了盆地水溶氦氣成藏區(qū)和深部熱流溶氦成藏遠(yuǎn)景區(qū)劃分,優(yōu)選出了重點(diǎn)勘探開發(fā)區(qū)塊和靶區(qū)。
⑤完成了地?zé)峋诤に軞獾臍馑蛛x和提濃技術(shù)方法實(shí)驗(yàn),為盆地氦氣資源的評(píng)價(jià)提供了直接實(shí)物證據(jù)。
綜上所述,渭河盆地新型水溶氦氣資源的系統(tǒng)評(píng)價(jià)和水溶氦氣提取技術(shù)方法的進(jìn)展和突破,為我國開辟水溶氦氣新領(lǐng)域及氦氣資源的開發(fā)利用提供了地質(zhì)依據(jù)、勘探方向和工藝技術(shù)保證,其應(yīng)用前景十分廣闊。
2.1.1 水溶氦氣含量及分布特征
盆地內(nèi)58口地?zé)峋谒軞鈽悠窚y(cè)試結(jié)果(見表1)表明,井井含氣、井井有氦。地下熱水實(shí)際是溶解大量含氦天然氣的特殊溶液。地下熱水受盆地性質(zhì)、深部構(gòu)造、深大斷裂、活動(dòng)性構(gòu)造和斷裂、熱源、水源、熱儲(chǔ)及成藏類型、資源規(guī)模等諸多條件的綜合控制。含氦水溶氣除受上述因素影響外,還受到壓力、溫度、水溶劑礦化度、天然氣成分的控制。
表1 渭河盆地地?zé)峋軞庵泻夂拷y(tǒng)計(jì)Table1 Water soluble Helium content statistics in geothermic wells in Weihe Basin
檢測(cè)結(jié)果表明,所檢樣品氦氣含量均超過0.1%的氦氣工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其中達(dá)到富氦標(biāo)準(zhǔn)(0.7%)的樣品占總檢測(cè)井次的68%,反映出盆地富氦程度相當(dāng)高。
2.1.2 含氦水溶氣氣體組成
盆地含氦水溶氣樣品中檢測(cè)出的烴類氣體有甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷共7種組分,其中甲烷含量0.072%~82.860%,平均10.860%;乙烷含量0~3.422%,平均0.190%;丙烷以后至戊烷含量更低,多在0.001%~0.010%之間。
C2/C3比值從1.0到87.0,高低相差懸殊,以低比值為主,說明有機(jī)質(zhì)成熟度高、低并存,以高成熟度為主。
iC4/nC4比值0.44~1.93,比值較低,也反映有機(jī)質(zhì)成熟度高的特點(diǎn)。
檢測(cè)出非烴類氣體H2、N2和CO2,在氦氣提濃過程中檢測(cè)出痕量H2S。其中H2含量0~1.895%,平均0.224%;N2含量4.593%~98.900%,平均78.300%;CO2含量0~44.62%,其中有4口地?zé)峋瓹O2含量高達(dá)70%以上。
檢測(cè)氦氣含量最小為0.115%,最大4.140%(見表1),平均1.295%。
2.1.3 水溶氦氣主要來源
氦同位素(3He/4He)測(cè)定結(jié)果顯示盆地水溶氦氣同位素值在(9.02±0.39)×10-8~(3.23±0.74)×10-7之間。
14口地?zé)峋芎庵嗅T窗俜趾?.11%~6.92%,殼源百分含量為99.89%~93.08%,表明盆地內(nèi)水溶氦氣主要為殼源氣,只有在深大斷裂帶附近有少量的幔源氦氣混入。
2.2.1 地?zé)峋に軞鈩?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
為了全面了解掌握地?zé)峋谒軞夂秃夂康姆€(wěn)定性與變化規(guī)律,筆者在盆地內(nèi)選擇了2口地?zé)峋?XSP1、XSP2)進(jìn)行了連續(xù)5年的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,水溶氣和氦氣穩(wěn)定存在;水溶氣含量與出水量成正比,與井口壓力成反比;水溶氦氣的含量非常穩(wěn)定,幾年來基本無大變化,分別為2.1%和2.2%。
2.2.2 地?zé)峋に軞鈿怏w組分分析數(shù)據(jù)處理
對(duì)盆地有代表性的58口地?zé)峋畼悠返臍怏w組分分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了電算處理。R型聚類結(jié)果顯示,變量(指標(biāo))明顯分為3類(組),第一類為C1—C5烴類,第二類為He、H2、CO2,第三類為N2,顯示組分指標(biāo)成因上的關(guān)聯(lián),烴類以有機(jī)烴源為主,He、H2、CO2以深成無機(jī)成因?yàn)橹?,N2為兩者的混合成因。
Q型聚類結(jié)果顯示了平面上水溶氦氣富集程度的差別,其中富集程度高的有利遠(yuǎn)景區(qū)均處于活動(dòng)性深大斷裂帶附近的構(gòu)造大斜坡、河流相和河湖相砂體發(fā)育的大沉積相帶中。
2.3.1 盆地深部殼源氦氣生成的特殊性
首先,燕山期富鈾花崗巖是盆地殼源氦氣生成的主力源巖。盆地周緣及深部除燕山期富鈾花崗巖外,還有中元古代武陵期、新元古代楊子期、加里東期、海西期、印支期等多期花崗巖體,因鈾含量過低,或因所處年代過于久遠(yuǎn),大大超過了鈾的半衰期(235U的半衰期為7.5×108a),只有燕山期花崗巖年齡(1.2×108a)與235U半衰期相當(dāng),成為盆地殼源氦的主力源巖。
其次,殼源氦的生成過程具有長(zhǎng)期性、連續(xù)性和穩(wěn)定性。放射性的衰變過程隨時(shí)間呈指數(shù)變化,其他任何外界作用(溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等)都不影響放射性衰變速度。衰變速度唯一取決于放射性本身的性質(zhì),其衰變規(guī)律為:
上式中N0、N分別表示放射性元素在時(shí)間為0和t時(shí)的原子數(shù),λ為衰變常數(shù)。衰變常數(shù)指單位時(shí)間內(nèi)鈾發(fā)生變化的原子數(shù)在原子總數(shù)中所占比例。燕山期花崗巖形成的1.2× 108a年以來,按照上述指數(shù)法則,衰變量隨時(shí)間呈幾何級(jí)數(shù)逐年減少,鈾的衰變常數(shù)為9.8458×10-10,這個(gè)過程是長(zhǎng)期的(7.5×108a才衰變一半)、持續(xù)的和穩(wěn)定的。這與傳統(tǒng)的油氣烴類進(jìn)入成油門限和成油高峰期后在短期內(nèi)大量生成油氣的狀況截然不同,使殼源氦形成了特有的生成、運(yùn)移、儲(chǔ)集規(guī)律。
第三,富鈾花崗巖中放射性鈾衰變生成的氦氣具有顯著的分散性和稀有性。世界上含鈾花崗巖平均含鈾3.5×10-6,渭河地區(qū)燕山期花崗巖中鈾含量平均高達(dá)5.9×10-6,仁宗廟花崗巖中鈾含量更高達(dá)22.1×10-6。由于其絕對(duì)值仍是百萬分之幾,故此年生氦氣總量并不多,且生成的殼源氦氣具有分散性和稀有性的特點(diǎn),致使氦氣不能獨(dú)立成藏,而是通過溶解在深部殼源熱流體并經(jīng)過運(yùn)移混合于上部盆地?zé)崴黧w中,在有利的條件下提高其溶解濃度,達(dá)到氦氣的富集和成藏。
2.3.2 盆地深部殼源氦氣運(yùn)移的特殊性
形成燕山期富鈾花崗巖的中生代巖漿活動(dòng),屬于盆地南部秦嶺造山帶向北部逆沖推覆的構(gòu)造熱事件的組成部分。一方面大的逆沖推覆帶下的滑脫面發(fā)育破碎帶,成為儲(chǔ)集深部熱流溶幔源氦氣的有利空間;同時(shí)深部殼源物質(zhì)上隆,使部分深埋在地下25 km的富鈾花崗巖體被帶入到地下7~10 km的中深部,為后期盆地水溶氦氣的運(yùn)移聚集創(chuàng)造了便利條件。
活動(dòng)性的深大斷裂深切深部富鈾花崗巖源巖,溝通深部殼源熱流溶氦氣,成為富集導(dǎo)熱流與導(dǎo)熱流溶氦氣、傳輸能量和物質(zhì)的重要通道。
盆地深部能量和物質(zhì)向上部傳輸,并不是處處上涌、處處排氣,渭河盆地的相對(duì)沉降和周緣活動(dòng)性深大斷裂的發(fā)育,導(dǎo)致了深部物質(zhì)上隆、深部熱流體上涌和沿深大斷裂熱流溶(或水溶)對(duì)流等形式的運(yùn)移機(jī)制。
2.3.3 盆地含氦水溶氣是異巖多源混合氣
按照天然氣成因類型指標(biāo)劃分,盆地含氦水溶氣具有5個(gè)混合的特點(diǎn),即幔源無機(jī)氣與殼源有機(jī)氣混合、無機(jī)氣與有機(jī)氣混合、有機(jī)但不同母質(zhì)類型(煤型、油型)氣混合、不同成熟度(未成熟、成熟、過成熟)天然氣混合、不同運(yùn)移機(jī)制(擴(kuò)散、混相涌流、水溶對(duì)流)的混合。
渭河盆地的氦氣是溶解于地下熱水并富集成藏的水溶氦氣新類型,其成藏特點(diǎn)顯然與地下熱水成藏類型相關(guān)聯(lián),依據(jù)盆地內(nèi)地下熱水成藏類型的劃分,可以確定盆地水溶氦氣有4種成藏類型,即深大斷裂帶對(duì)流型水溶氦氣成藏類型、斷塊對(duì)流-傳導(dǎo)復(fù)合型水溶氦氣成藏類型、斷階傳導(dǎo)型水溶氦氣成藏類型、凹陷傳導(dǎo)型水溶氦氣成藏類型。
上述4種成藏類型,宏觀控制了全盆地深層水溶氦氣的分布和富集成藏。深大斷裂帶對(duì)流型水溶氦氣藏主要分布在盆地邊緣深大斷裂帶,富集帶是狹窄條帶狀,沿?cái)嗔褞Ц凰?、富氦,溫度、壓力異常變化大。斷塊對(duì)流-傳導(dǎo)復(fù)合型水溶氦氣藏主要分布在盆地的南部陡斜坡帶,由二、三級(jí)不同方向斷裂交叉形成斷塊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),連通相鄰深大斷裂,利于水溶氦氣的傳輸和聚集,網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)和網(wǎng)眼中的傳導(dǎo)型熱儲(chǔ),常為富集創(chuàng)造良好條件。此類成藏類型局部水動(dòng)力條件變化大,水溶氣成藏的分割性較強(qiáng),開放條件較復(fù)雜。斷階傳導(dǎo)型水溶氦氣藏主要分布在盆地的北部緩坡帶,幾條橫貫的深大斷裂分割形成3個(gè)斷階帶,熱儲(chǔ)層連片性強(qiáng),水動(dòng)力環(huán)境統(tǒng)一,與鄰近深大斷裂溝通的連片熱儲(chǔ)層,往往形成垂向上迭加錯(cuò)列、平面上復(fù)合連片的整裝性成藏類型,成藏規(guī)模大,單井產(chǎn)量較大且穩(wěn)定性好,是開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較小的成藏類型;凹陷傳導(dǎo)型水溶氦氣藏分布在盆地的中心部位,因?yàn)樘幱诂F(xiàn)代盆地水動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)中的滯流區(qū),遠(yuǎn)離溝通深源熱流和氦源的深大斷裂,其水溶氦氣聚集成藏的條件較差,是一種潛在的成藏類型。
采用2種方法對(duì)盆地水溶氦氣資源量進(jìn)行了計(jì)算。第一種為含氦水溶氣計(jì)算法,計(jì)算步驟:①地下熱水資源定量評(píng)價(jià)(采用熱儲(chǔ)法、類比法、靜儲(chǔ)量法、動(dòng)態(tài)分析法等);②水溶氣資源定量評(píng)價(jià)(采用類比法,借鑒松遼、下遼河、柴達(dá)木等油田模擬實(shí)驗(yàn)及井下水溶氣實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),選定2500 m深度水溶氣與地?zé)崴谋壤秊?∶5);③水溶氦氣資源定量評(píng)價(jià)(氦氣在水溶氣中含量的實(shí)測(cè)值)。以此法求取西安凹陷(1620 km2)內(nèi)水溶氦氣的資源量為176.82×108~353.53×108m3,渭河盆地(10000 km2)水溶氦氣資源量為841.75×108~1126.65×108m3,平均984.2×108m3。
第二種為鈾放射性衰變計(jì)算法,首先確定出盆地周緣及盆內(nèi)深埋的10個(gè)主要富鈾花崗巖體的形成地質(zhì)年代、分布面積、厚度、密度及同位素含量,根據(jù)絕對(duì)地質(zhì)年代學(xué)公式λ為衰變常數(shù),N為剩余鈾同位素含量,D為已衰變同位素含量),計(jì)算出已衰變的鈾的資源量;再利用235U的衰變公式計(jì)算出鈾衰變生成氦氣的資源量,求得盆內(nèi)氦氣資源總量為1141.31×108m3。
據(jù)2000年公布數(shù)據(jù),全世界探明氦氣儲(chǔ)量約250×108m3,其中美國為140×108m3,其次為俄羅斯、阿爾及利亞、加拿大等少數(shù)國家,美國占52%,阿爾及利亞占25%,俄羅斯占18%,加拿大占3%,其他國家占2%,年產(chǎn)已超過1×108m3。
到目前為止,我國獲得探明儲(chǔ)量的天然氣田中含氦達(dá)到有回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值的極少,只有四川威遠(yuǎn)氣田局部地層的天然氣中氦含量為0.18%~0.20%,生產(chǎn)氦能力為5×104m3/a,但該氣田開采已超過30 a。目前我國需要的氦產(chǎn)品,主要從國際市場(chǎng)美國等西方國家購買,處于貧氦的被動(dòng)地位。
根據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè),到2030年前,氦氣的世界年產(chǎn)量將從1.57×108m3下降到1.34×108m3,其主要原因是主產(chǎn)國美國原有產(chǎn)氦的部分氣田進(jìn)入氣田開發(fā)衰竭期,其氦氣年產(chǎn)量將從7.7×108m3下降到4.4×108m3;而氦氣需求將從1.54×108m3提高到3.0×108m3。以目前的氦氣開采速度和2030年預(yù)計(jì)需求數(shù)量來看,氦氣短缺每年達(dá)到1.6×108m3。
大量的氦氣短缺,迫使氦氣資源開發(fā)要開辟新的思路。一方面要加快發(fā)現(xiàn)新的含氦天然氣田,以補(bǔ)充和擴(kuò)大原有含氦天然氣田開發(fā)氦氣的規(guī)模,據(jù)報(bào)道俄羅斯西伯利亞地區(qū)亦有新發(fā)現(xiàn);另一方面,要開拓新的氦氣成藏類型或從貧氦天然氣資源中提取氦。
這次在中國渭河盆地發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)的水溶氦氣成藏新類型和新領(lǐng)域,適應(yīng)了世界氦氣資源開發(fā)需求的大趨勢(shì),具備較大規(guī)模開發(fā)的潛力,有望挑起加快中國氦氣資源開發(fā)和改變中國貧氦資源面貌的重任。隨著盆地氦氣富集規(guī)律和盆地整體評(píng)價(jià)的進(jìn)一步深入,地?zé)岷秃獾荣Y源開發(fā)項(xiàng)目的逐步實(shí)施,渭河盆地將成為中國集熱、礦、水于一體的地?zé)峋C合性資源開發(fā)利用的重要基地。
[1]張福禮,黃舜興.鄂爾多斯盆地天然氣地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.ZHANG Fu-li,HUANGShun-xing.NaturalgasgeologyinErdosBasin[M].Beijing:GeologicalPublishing House,1994.
[2]張福禮,孫啟邦.渭河盆地含氦天然氣資源前景評(píng)價(jià)[M].北京:地質(zhì)出版社,2006.ZHANG Fu-li,SUN Qi-bang.Potential evaluation of natural gas containing Helium in Weihe Basin[M].Beijing: Geological Publishing House,2006.
[3]張義綱.天然氣的生成聚集和保存[M].南京:河海大學(xué)出版社,1991.ZHANG Yi-gang.The generation,accumulation and preservation of natural gas[M].Nanjing:Hehai University Press,1991.
[4]姚志溫.汾渭盆地含氦天然氣成因探討[C]//石油地質(zhì)論文集[C].北京:地質(zhì)出版社,1982.YAO Zhi-wen.Discussion on the genesis of natural gas containing Helium in Fenwei Basin[C]//Petroleum geology symposium.Beijing:Geological Publishing House,1982.
[5]易明初.新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及渭延裂谷構(gòu)造[M].北京:地震出版社,1993.YI Ming-chu.Neo-tectonic movement and Weiyan rift structure[M].Beijing:Seismological Press,1993.
[6]武曉春,龐雄奇,于興河,等.水溶氣資源富集的主控因素及其評(píng)價(jià)方法探討[J].天然氣地球科學(xué),2003,14 (5):416~421.WU Xiao-chun,PANG Xiong-qi,YU Xing-he,et al.Discussion on main control factors and evaluation methods in the concentration of water soluble gas[J].Natural Gas Geoscience,2003,14(5):416~421.
[7]徐永昌,沈平,陶明信,等.中國含油氣盆地天然氣中氦同位素分布[J].科學(xué)通報(bào),1994,39(16):1505~1508.XU Yong-chang,SHEN Ping,TAO Ming-xin,et al.Helium isotope distribution in natural gas in the oil and gas bearing basins in China[J].Chinese Science Bulletin,1994,39(16):1505~1508.
[8]于崇文.數(shù)字地質(zhì)方法與應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1980.YU Chong-wen.Digital geological methods and applications[M].Beijing:Metallurgical Industry Press,1980.
[9]嚴(yán)陣.陜西省花崗巖[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1985.YAN Zhen.Granite in Shaanxi Province[M].Xi’an:Xi’an Jiaotong University Press,1985.
Abstract:ThediscoveryofwatersolubleheliuminWeiheBasinwasintroducedinthis paper.Researches showed that the water soluble helium resources in Weihe Basin the resources are widely distributed and highly graded in Weihe Basin.The cause types of water-soluble gas are of different rock multi-source mixed characteristics,and the water soluble helium gas mainly comes from the shell source gas,with uranium rich granite being the main source rock;four reservoir models build in deep basin geothermal water soluble helium;two kinds of methods to obtain the basin water soluble helium resources with quantity of(984.2-1141.31)×108m3。
Key words:Weihe Basin;water soluble gas;water soluble helium;discovery and evaluation; development prospect
EVALUATION OF WATER SOLUBLE HELIUM RESOURCES IN WEIHE BASIN
ZHANG Fu-li,SUN Qi-bang,WANG Xing-yun,ZOU Yan-rong
(Sanpu Petroleum Engineering Company,Sinopec North China Petroleum Bureau,Xianyang712000,China)
TE132.2
A
1006-6616(2012)02-0195-08
2011-12-01
張福禮(1939-),男,漢族,教授級(jí)高級(jí)工程師,長(zhǎng)期致力于地質(zhì)力學(xué)找油實(shí)踐,近年主要從事渭河盆地地?zé)崃黧w資源研究。