科普 进展 | 我国首个特大致密砂岩型(烃类)富氦气田

中石化研究院：彭威龙等-中国首个特大致密砂岩型(烃类)富氦气田

氦气是国家重要战略资源，在国防、医疗、航天等尖端领域具有不可替代的应用。然而当前我国工业用氦严重依赖进口,氦气属于典型“卡脖子”资源。东胜富氦气田的发现, 对我国氦气勘探开发具有重要战略意义。

氦气是一种重要的战略稀缺资源, 通常与天然气伴生。中国目前仅发现塔里木盆地和田河气田一例特大型富氦气田。

本文报道了鄂尔多斯盆地东胜气田新的实例, 该气田为首例致密砂岩型特大富氦气田。鄂尔多斯盆地东胜气田92个天然气样品中氦气相对含量数据统计分析表明, 该气田天然气中氦气平均含量为0.133%,其中有65个样品氦气含量不小于0.1%,占比70.7%。

按照东胜气田探明天然气储量折算,探明氦气地质储量约1.96×108m3, 为我国首个特大致密砂岩型富氦天然气藏. 结合东胜气田5个天然气样品中氦气同位素组成分布区间为3.03×10-8~3.44×10-8, 认为该气田氦气为典型壳源成因, 氦气源为基底富含铀、钍的花岗质基岩。富氦天然气成藏受到区域构造活动控制, 沟通基底的断裂开启使得源岩中氦气释放, 沿断裂进入上覆地层与常规烃类气体混合聚集成藏。

结合鄂尔多斯盆地构造背景以及氦源岩分布特征, 该盆地北部与中部深层可能是氦气富集主要区域, 具勘探潜力。

主要图件

鄂尔多斯盆地东胜气田位置(a)、井位分布(b)和地层综合柱状图(c)

鄂尔多斯盆地东胜气田以及其他典型大气田中氦气含量分布

鄂尔多斯盆地δ13C2 vs. He含量(a)、δ13C2 vs. 3He/4He(b)、

He含量vs. δ2H-C1(c)及He含量vs. 3He/4He(d)关系图

鄂尔多斯盆地东胜富氦致密砂岩气成藏模式简图

结论

东胜气田92个气样中氦气平均含量为0.133%,其中有65口井氦气含量大于0.1%, 占比70.7%, 达到工业氦气提取标准。该气田氦气探明地质储量约1.96×108m3, 为我国首个特大致密砂岩型富氦天然气藏, 建议加快开展天然气提氦工作。

氦气同位素组成分析表明, 东胜气田氦气为典型壳源成因, 主要为基底岩石矿物中富含的铀、钍元素放射性衰变形成, 氦气沿基底断裂向上运移进入上覆致密砂岩地层中, 并与烃类气体混合聚集成藏。

文献来源

彭威龙,刘全有,张英,贾会冲,朱东亚,孟庆强,吴小奇,邓尚,马永生.中国首个特大致密砂岩型(烃类)富氦气田—鄂尔多斯盆地东胜气田特征.中国科学:地球科学,2022,52(06):1078-1085

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