天然气地球科学 >

2022 , Vol. 33 >Issue 8: 1203 - 1217

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2022.03.015

非常规天然气

中国中西部富氦气藏氦气富集机理——古老地层水脱氦富集

  • 秦胜飞 , 1 ,
  • 李济远 2 ,
  • 梁传国 3 ,
  • 周国晓 4 ,
  • 袁苗 1
展开
  • 1. 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，北京 100083
  • 2. 中国矿业大学（北京），北京 100083
  • 3. 中国石油大港油田分公司，天津 300451
  • 4. 中国石油长庆油田分公司，陕西 西安 710018

秦胜飞（1969-），男，安徽五河人，高级工程师，博士，主要从事天然气地质与地球化学、稀有气体地球化学、油气成藏等研究. E-mail： .

收稿日期: 2022-02-11

  修回日期: 2022-03-24

  网络出版日期: 2022-08-16

收起

Helium enrichment mechanism of helium rich gas reservoirs in central and western China: Degassing and accumulation from old formation water

  • Shengfei QIN , 1 ,
  • Jiyuan LI 2 ,
  • Chuanguo LIANG 3 ,
  • Guoxiao ZHOU 4 ,
  • Miao YUAN 1
Expand
  • 1. Research Institute of Petroleum Exploration & Development （RIPED），PetroChina，Beijing 100083，China
  • 2. College of Geoscience and Surveying Engineering，China University of Mining and Technology，Beijing 100083，China
  • 3. PetroChina Dagang Oilfield Company，Tianjin 300451，China
  • 4. Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi 'an 710018，China

Received date: 2022-02-11

  Revised date: 2022-03-24

  Online published: 2022-08-16

Supported by

The General Project of National Natural Science Foundation of China(41872162)

the Special Project of National Natural Science Foundation of China(42141022)

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本文亮点

氦气是天然气中的伴生资源，是重要的稀缺战略物资，但对其富集机理研究却比较薄弱。针对富氦气藏中的氦气如何富集这一备受关注的难点问题，采用地球化学研究方法，在分析中国主要富氦气藏中氦气富集的基础上，认为氦气之所以在少数气藏中富集，是因为气藏额外捕获了古老地层水中释放出的氦气。古老地层水溶解的氦气释放到气藏，是富氦气藏中氦气富集的主要机理。首次提出富氦气藏的形成经历过“多源供氦、主源富氦”的观点，氦源来自烃源岩、储集层中U和Th的放射性衰变，以及地层水中溶解的来自其他岩石U和Th的衰变，主源是古老地层水中溶解的氦气，来自古老地层中U和Th经长时间的衰变积累的水溶氦。当溶有氦气的古老地层水与游离气或气藏相遇，由于水中氦气的分压远高于游离气或气藏中氦气的分压，根据亨利定律，水中的氦气几乎完全可以释放到气藏中，形成富氦气藏。

本文引用格式

秦胜飞 , 李济远 , 梁传国 , 周国晓 , 袁苗 . 中国中西部富氦气藏氦气富集机理——古老地层水脱氦富集[J]. 天然气地球科学, 2022 , 33(8) : 1203 -1217 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2022.03.015

Highlights

Helium is an associated resource in natural gas and an important scarce strategic material. However, the research on its enrichment mechanism is relatively weak. In view of the problem of helium enrichment, geochemical method is adopted to analyze the enrichment of helium in the main helium-rich gas reservoirs in China. It is considered that the reason of the helium enrichment just in a small number of gas reservoirs is that the gas reservoir captures helium released from ancient water in old sediments. The release of helium dissolved in ancient formation water into gas reservoirs is the main mechanism of helium enrichment in helium-rich gas reservoirs. It is put forward for the first time that the formation of helium-rich gas reservoir has experienced “multi-source helium supply and main source own main helium-rich”. The helium is sourced from the radioactive decay of U and Th in hydrocarbon source rocks and reservoirs, and also from the decay of U and Th of other rocks dissolved in formation water. The main source is helium dissolved in ancient formation water, a kind of water-soluble helium which is accumulated from the decay of U and Th in old sediment. Once this kind of He-bearing water meeting the free gas or gas reservoir, because the partial pressure of helium in the water is much higher than that in the free gas or gas reservoir, according to Henry's law, the helium in the water can completely be released into the gas reservoir to form a helium-rich gas reservoir.

0 引言

氦是迄今发现的自然界中熔点和沸点最低的元素，广泛应用于航天、军工、核工业、科研以及高科技等领域，是重要的稀有战略资源，且不可代替。氦气作为天然气中的伴生资源，仅在少数气藏中富集，绝大多数天然气藏中，氦气含量较低，为贫氦气藏。氦气为什么仅在少数气藏中富集？富氦气藏的氦源来自哪里？富集机理是什么？这些问题国内外研究得都比较薄弱，一直困扰着研究人员。随着中国氦气研究的不断升温，这些问题引起了广泛关注。
氦气有3种来源，即大气来源、壳源（亦称为放射性来源）和幔源［1-2］。大气中的氦气含量很低，仅为5.24×10-6［3］，通过水循环带入到地下流体系统中的大气氦可以忽略不计。因此，认为油气系统中的氦气主要来自壳源和幔源。目前全球所使用的氦气资源几乎都是壳源，即来自岩石中的铀（235U、238U）和钍（232Th）发生放射性衰变，生成4He；幔源氦是氦气通过岩浆活动发生脱气作用释出，以4He为主，但3He相对含量高于壳源氦。地壳中几乎所有的岩石都含有U和Th，但含量都很低，且U和Th的半衰期都极其漫长，235U半衰期为7.048亿年，238U为44.68亿年，232Th为140.1亿年［4］，生氦速率极其缓慢，生成的氦气一部分散失到大气中，其余部分弥散在岩石圈中，很难聚集形成独立的氦气藏。迄今为止，全球尚未发现独立的氦气藏。目前看来，岩石圈中的氦气要么与天然气伴生，要么溶解在水中，还有一部分被岩石吸附。既然氦气在岩石圈中分散存在，又如何能在少数气藏中富集？富氦气藏中的氦气主要来自哪种岩石？这些问题都未能得到解决。
早在1929年，RUEDEMANN等［5］就对美国大型富氦气田Panhandle中氦气的来源进行研究，认为气藏中的氦气主要来自花岗岩和伟晶岩中U、Th的衰变；KATZ［6］认为放射性来源氦气来自沉积岩，并认为N2也来自沉积岩中含氨矿物和有机物；PIERCE等［7］因为基底岩石的体积有限，不得不把氦气来源确定为烃源岩；NIKONOV［8］认为氦气来自地壳，与氩气一起产生，但未强调氦气来自何种岩石；GOLD等［9］推断氦气由基底岩石和基底烃源岩共同生成；BALLENTINE等［10］认为氦气来自浅部地壳，BROADHEAD［11］和MAIONE ［12］认为氦气来自基底。总之，关于壳源成因的氦气来源，目前为止没有一个确定的说法。
关于运移通道和运移方式，一些专家认为，基底断层和裂隙使氦气发生垂向运移并聚集，是氦气运移的主要通道［8-9，11］；有些专家认为，氦气通过扩散的方式运移，也可随地壳流体一起向上运移，在氦通量高的地方且具备有效封盖条件（尤其是蒸发盐）下聚集［2］；BALLENTINE等［10］和BROWN［13］认为，美国特大型富氦气田Panhandle的氦气是通过地下水运移的；QIN等［14］认为四川盆地威远气田中氦气是水溶气脱气成藏；BROWN［15］和ZHANG等［16］也认为，放射性矿物产生的氦气首先溶解于水，当有载体气通过时，载体气中氦气分压低，水中氦气分压较高，水中的氦气便会溶入载体气并随载体气运移至气藏。
我国虽然自20世纪80年代就开展了氦气研究，但主要着眼于氦同位素研究上，用来研究天然气来源，是有机成因还是无机成因［4，17-21］，以及研究盆地构造环境［22-24］，对氦气的富集因素和富集机理以及壳源氦气的来源很少研究。
与油气相比，放射性成因的氦没有生氦高峰期，氦源岩虽然一直持续生氦但生氦强度极低、生成的氦气极其分散，致使氦气不能独立成藏，必须借助其他流体才能运移、富集。氦气来源、生成、运移、聚集与天然气截然不同，因此不能沿用天然气的成藏理论和勘探思路来研究和寻找氦气。目前对氦气的来源、富集机理、主控因素和分布规律都不明确，缺乏指导氦气勘探的理论和技术方法，严重影响我国氦气资源的勘探、评价以及开发利用，阻碍了我国氦气产业的发展。
中西部是我国天然气勘探和开发的主战场，目前发现并已确定、具一定规模的富氦气藏主要分布在中西部。本文研究对我国中西部主要含油气盆地天然气中氦气含量、成因类型等进行梳理，确定中西部含油气盆地氦气成因类型，对目前已经确定的富氦气藏进行深入剖析，提出中西部富氦气藏中的氦气富集机理，对主要富氦气藏中的氦气富集过程进行研究，为氦气富集理论奠定基础，为氦气有利富集区优选和勘探目标的确定提供依据。

1 样品采集和分析方法

1.1　样品采集

本文研究氦气含量以公开发表文献中的数据为主，为了和以往数据进行对比，笔者特意从我国第一个提取氦的威远气田现场采集了6口井的天然气样品进行分析测试；为了研究页岩气的氦气含量，在我国目前主要页岩气开采区采集了志留系龙马溪组（S1 l）页岩气，采集范围包括焦石坝、昭通和威远地区。

1.2　分析测试方法

氦气在天然气中含量往往很低，准确测定其含量有一定难度，但确定氦气的准确含量对氦气富集机理研究以及天然气中提氦方案的确定至关重要。本文优选了国内外3家实验室，采用不同的仪器对所采集的样品进行对比测试。3家单位和3种仪器分别为：中国计量科学研究院Agilent7890气相色谱仪，采用氩气作为载气进行氦气含量测试；中国科学院西北生态环境资源研究院Noblesse稀有气体质谱仪；以及英国兰卡斯特大学Isotops NGX稀有气体质谱仪。

2 中西部富氦气藏简况

2.1　氦气含量

所有的气藏中都或多或少含有氦气，含量差异很大。中西部主要含油气盆地天然气中氦气体积含量为0.000 2%~0.902 8%［25-36］，几乎每个盆地都零星测出了氦气含量较高的天然气样品（含量大于0.1%）。氦气在天然气中的含量很低，准确测量氦气含量不仅需要精密的测试仪器，还需要严格执行测试标准。
因分析仪器、分析手段、分析标准和研究的侧重点不同，在公开发表的文献中收集到的氦气含量，难免有些数据可靠性存疑。经过不同仪器反复测试、验证，目前在中西部已经确定被认可的富氦气田有四川盆地威远气田、塔里木盆地和田河气田和阿克莫木气田、鄂尔多斯盆地东胜气田，以及柴达木盆地马北气田和东坪气田等（图1），这些气田的氦气含量多数样品超过了0.1%（表1）。其中，和田河气田氦气含量最高，平均含量超过0.3%；威远气田次之，平均含量超过0.2%。
图1 中国主要含油气盆地氦气成因类型

Fig.1 Genetic types of helium gas in major petroliferous basins in China

表1 中国中西部主要富氦气田氦气含量及同位素特征

Table 1 Helium content and isotope characteristics of main helium-rich gas fields in the central and western China

盆 地 气田 井号 层位 天然气组分/% （3He/4He）/10-8 R/Ra 幔源氦比例/% 资料来源
CH4 CO2 N2 He
塔里木 和田河 玛4 O 80.35 1.36 10.39 0.21 文献［30］
玛4-H1 O 84.14 0.09 12.80 0.25
玛4-12H C+O 0.30 9.8 0.07 0.7 文献［31］
玛5-8H C+O 0.30 9.8 0.07 0.7
玛4 C+O 0.30 9.8 0.07 0.7
玛4-10H C+O 0.30 9.8 0.07 0.7
玛5-4H C+O 0.31 9.8 0.07 0.7
玛5-1H C 0.32 9.8 0.07 0.7
玛5-6H C+O 0.33 9.8 0.07 0.7
玛4-1H C 0.33 9.8 0.07 0.7
玛4-3H C 0.37 9.8 0.07 0.7
柴达木 马北 马北1 0.12 4.98 0.04 0.3 文献［32］
马北801 76.64 0.53 8.87 0.19 6.85 0.05 0.4
马北2-23 78.83 0.10 7.41 0.20 5.21 0.04 0.3
东坪 东坪3 E 0.48 2.44 0.02 0.0
东坪1 基岩 91.79 0.01 5.28 0.08 1.26 0.01 0.0 文献［33］
东坪3 E 61.75 2.02 30.49 1.07
东坪11 E 88.91 0.87 7.89 0.13
东坪15 E 93.02 0.01 5.83 0.32
东坪306 基岩 83.81 0.19 13.92 0.40
东坪307 E 87.23 0.05 10.72 0.28
四川 威远 威2 Z2 d 85.07 4.66 8.33 0.25 2.9 0.02 0.0 文献［34］
威23 ∈1—Z2 85.11 4.75 8.14 0.26
威27 Z2 d 85.85 4.70 7.81 0.22
威28 Z2 d 88.30 3.30 7.12 0.27
威30 Z2 d 86.57 4.40 7.55 0.34
威39 Z2 d 86.74 4.53 7.08 0.27
威46 Z2 d 85.66 4.66 8.11 0.25
威63 Z2 d 85.16 5.63 7.89 0.22
威100 Z2 d 86.80 5.07 6.47 0.30
威106 Z2 d 86.54 4.82 6.26 0.32
威34 Z2 d 88.14 5.78 0.28 文献［35］
威39 Z2 d 84.91 4.73 8.86 0.27
威70 Z2 d 85.95 4.03 8.53 0.36
威42 O 89.25 3.97 6.52 0.19 2.50 0.02 0.0 本文
威118 ∈ 90.93 0.36 6.63 0.20 2.60 0.02 0.0
威36-1 ∈ 89.27 3.91 6.43 0.19 2.60 0.02 0.0
威112 Z2 d 88.81 4.07 6.76 0.23 3.90 0.03 0.0
威71 ∈ 89.75 3.10 6.81 0.22 2.70 0.02 0.0
威46 Z2 d 84.75 5.19 9.11 0.24 2.80 0.02 0.0
资阳 资5 Z2 d 85.57 0.01 11.88 0.32 文献［36］
资6 Z2 d 82.05 6.59 9.67 0.20
资2 Z2 d 88.23 3.49 4.17 0.09
资3 Z2 d 92.20 5.66 0.97 0.01
资7 Z2 d 94.22 3.49 1.10 0.03
资1 Z2 d 93.59 4.31 1.22 0.04
关于富氦天然气的划分目前没有统一的标准，美国业内把氦气含量超过0.3%的天然气称富氦天然气；BOWERSOX［37］对美国肯塔基州中部氦气资源进行研究时认为氦气含量超过0.4%才有经济价值；BALLENTINE等［10］认为氦气含量大于0.1%称之为富氦气田；徐永昌等［38］认为气藏中氦气含量为0.05%~0.10%时则具备商业价值。通过对全国主要气田中氦气含量进行初步普查发现，氦气含量超过0.3%的气田很少，超过0.1%的气田虽然有一些但数量不多。笔者从我国实际情况出发，认为富氦天然气的划分标准定为氦气含量大于0.1%比较合理，因此本文以0.1%为标准来划定富氦气藏。

2.2　氦气成因类型

常用氦仅有的2种同位素比值（3He/4He）来判断氦气的成因及来源。大气中的3He/4He值为1.4×10-6，壳源氦为2×10-8［39］，幔源氦3He/4He取值为1.1×10-5［40］。通常样品的3He/4He值（R）除以大气的3He/4He值（Ra）用来表示样品中氦同位素特征，即R/Ra = （3He/4He）样品/（3He/4He）大气。因样品中大气氦可以忽略，因此常用二元法计算天然气中幔源氦所占份额，计算公式为［23］：
幔 源 氦 % = ( 3 H e / 4 H e ) 样 品 - ( 3 H e / 4 H e ) 壳 源 ( 3 H e / 4 H e ) 幔 源 - ( 3 H e / 4 H e ) 壳 源 × 100
R/Ra值越大，幔源氦的份额越大。通过计算发现，当R/Ra>3.94时，天然气中幔源氦的份额大于50%；当R/Ra>1时，幔源氦份额大于12%；当R/Ra>0.1时，幔源氦份额大于1.1%。因此，当R/Ra<0.1时，认为天然气中的氦基本上都来自于壳源。
中国含油气盆地氦同位素差异很大，3He/4He值为2.8×10-9~7.0×10-6，R/Ra值为0.002~4.99。氦同位素分布具有很强的规律性，东部盆地3He含量相对较高，中部和西部盆地3He含量相对较低。根据350余个样品数据统计，中国东部含油气盆地，诸如松辽、渤海湾、三水和苏北等盆地，3He/4He值为1.4×10-8~7.0×10-6，平均值为2.3×10-6，R/Ra值为0.01~4.99，平均值为1.64［26，41-45］，样品有较多的幔源氦的混入，氦气成因类型为壳—幔混合型；中部的四川、鄂尔多斯盆地3He/4He值为2.8×10-9~1.4×10-7，平均值为3.2×10-8，R/Ra值为0.002~0.097，平均值为0.024［34，46-48］，可认为没幔源氦混入，全为壳源氦；西部的塔里木、准噶尔、柴达木和吐哈盆地天然气中3He/4He值为1.3×10-8~7.7×10-7，平均值为8.6×10-8，R/Ra值为0.01~0.55，平均值为0.06［25，27，29-30，32］，部分样品显示出有微量的幔源氦混入，总体上氦气也为壳源成因（图2）。可见，中国氦气成因类型具有明显的东西分带特性，与大地构造格局有关。东部含油气盆地为拉张型盆地，其成因与上地幔的隆升有关，因而混有较多的幔源氦；中部的含油气盆地为板内多旋回坳陷盆地，是构造最为稳定的克拉通盆地；西部是挤压型含油气盆地，构造活动略强于中部盆地而远弱于东部盆地［49］。
图2 中国不同含油气盆地氦同位素分布特征

Fig.2 Distribution characteristics of helium isotopes in different petroliferous basins in China

经过数十年的研究积累，中国含油气盆地氦气成因类型和同位素分布特征与早年徐永昌等［50］研究的结论仍然一致：中西部含油气盆地氦气主要来自壳源。所以，本文对中西部氦气富集机理进行研究，以研究壳源氦为主，幔源氦忽略不计。

3 氦气富集机理——古老地层水脱气富氦

中西部盆地氦气主要来自地壳岩石铀（U）和钍（Th）的放射性衰变。所有岩石都含有微量的U和Th，都能产生微量的氦气，加上氦气极易扩散的特点，可以认为，地壳中的每个角落都分布着微量的氦气。但为何多数气藏是贫氦气藏，而只有少数气藏富氦？氦气如何在少部分气藏中富集？需要什么样特殊的地质条件，才能使气藏富氦？本节内容将对这些问题进行重点讨论。

3.1　烃源岩生烃作用稀释了氦气的浓度

各种类型的岩石中都有微量的U和Th，除了铀矿以外，富有机质泥页岩（烃源岩）和花岗岩含量相对较高，通过计算，以有效生烃潜量下限2 mg/g 的富有机质页岩生成的天然气大约是其在10亿年内产生氦气的3 000倍［15］。中国已探明气田的最古老气田是威远气田，其主力烃源岩是距今5亿年的寒武系烃源岩［46］，所以烃源岩生烃期和气藏的成藏期都在近5亿年内，而生氦的时间也不会超过5亿年，而气田的烃源岩原始生烃潜量都远大于2 mg/g，生成的天然气一般是氦气的万倍左右，氦气与天然气混合后其含量应该是0.01%的量级，很难达到0.1%的富氦标准，天然气中需要更多的氦气加入才能形成富氦气藏。
以四川盆地龙马溪组页岩气为例，通过对四川盆地涪陵页岩气田龙马溪组页岩进行研究，TOC平均含量约为3.0%，U平均含量约为10×10-6［51］。笔者采用不同测试仪器，采取不同的测试方法对四川不同地区龙马溪组页岩气氦气含量进行测试发现，氦气含量都较低，为贫氦气藏（表2）。
表2 四川盆地龙马溪组页岩气氦气含量

Table 2 Helium content of shale gas in Longmaxi Formation, Sichuan Basin

地区 井号 层位 天然气组分/% （3He/4He） /10-8 R/Ra 测试单位和仪器
CH4 CO2 N2 He
威远 威202H9-7 S1 l 0.033 5 1.30 0.009 3

测试单位：中国科学院西北生态环境资源研究院

测试仪器：Noblesse稀有气体质谱仪

威204H4-5 S1 l 0.029 9 1.80 0.012 9
威202H8-3 S1 l 0.027 1 1.40 0.010 0
威202H55-1 S1 l 0.029 6 1.20 0.008 6
威204H5-5 S1 l 0.030 6 1.30 0.009 3
威202H1-5 S1 l 0.036 1 1.70 0.012 1
威204H7-1 S1 l 0.027 8 2.60 0.018 6
威204H40-5 S1 l 0.032 3 1.30 0.009 3
威204H1-2 S1 l 0.031 5 1.60 0.011 4
威204H4-2 S1 l 0.030 2 3.00 0.021 4
威204H41-6 S1 l 0.032 7 2.50 0.017 9
威202H9-7 S1 l 97.84 1.07 0.44 0.023 6

测试单位：中国计量科学研究院

测试仪器：Agilent7890气相色谱仪

威204H4-5 S1 l 97.54 1.50 0.45 0.024 8
威202H8-3 S1 l 97.87 1.02 0.42 0.020 4
威202H55-1 S1 l 97.80 1.07 0.41 0.025 1
威204H5-5 S1 l 98.90 0.001 0.43 0.023 1
威202H1-5 S1 l 98.66 0.001 0.49 0.049 1
威204H7-1 S1 l 97.53 1.52 0.41 0.023 7
威204H40-5 S1 l 98.10 0.71 0.41 0.023 7
威204H1-2 S1 l 98.09 0.003 0.46 0.030 1
威204H4-2 S1 l 97.63 1.08 0.55 0.029 7
威204H41-6 S1 l 97.70 1.16 0.44 0.024 8

焦

石

坝

 JY57-3 S1 l 0.033 7 1.76 0.012 6

测试单位：兰卡斯特大学

测试仪器：Isotops NGX稀有气体质谱仪

JY59-5 S1 l 0.040 5 1.68 0.012
JY59-4 S1 l 0.029 3 1.29 0.009 2
JY56-4 S1 l 0.019 9 1.02 0.007 3
JY63-1 S1 l 0.030 1 1.70 0.012 1
JY63-3 S1 l 0.022 4 1.14 0.008 1
昭通 YH6-6 S1 l 0.020 2 0.85 0.006 1
YH7-5 S1 l 0.017 3 0.76 0.005 4
44-2 S1 l 0.022 0 1.01 0.007 2

3.2　“多源供氦、主源富氦”概念的提出

除了烃源岩和储集层可为天然气供氦并形成贫氦气藏，气藏从哪里获取更多的氦气供给形成富氦气藏？笔者认为在一般情况下（特殊情况除外），富氦气藏中放射性来源的氦气之所以能够富集，是因为气藏经历了“多源供氦、主源富氦”的过程。气藏中的氦气有多种来源，但决定气藏是否富氦，是由主力氦源决定。缺乏主力氦源供氦，则很难形成富氦气藏。何谓主力氦源？本文定义为除了烃源岩和储集层给气藏供氦，能额外给气藏供氦并使气藏富氦的氦源成为主力氦源。如上文所述，烃源岩中U和Th的含量与其他岩石相比虽然相对较高（铀矿除外），衰变产生的氦气被天然气捕获运移到储集层中，因烃源岩生气强度较高从而稀释了烃源岩生成的氦气，储集层（一般为砂岩或碳酸盐岩）中U和Th含量比烃源岩低，但也会产生微量的氦气，除了一部分散失，剩余部分保存在孔隙水中，被来自烃源岩并混有微量氦气的烃类气体捕获，仅能形成低氦天然气藏，世界上大部分气藏都经历这样的过程［图3（a）］，氦气丰度普遍较低。富氦气藏的形成必须有其他氦源提供更多的补充，例如，有较高U和Th含量的古老基底（如花岗岩、变质岩等），这种氦源岩经历的衰变时间长，累计生成的氦气较多，才是富氦气藏的主力氦源［图3（b）］。目前中西部发现的富氦区主力氦源都来自古老基底，例如四川盆地威远气田、塔里木盆地和田河气田等。
图3 两种运移释氦模式

（a）古老地层水未向上运移；（b）古老地层水向上运移

Fig.3 Two modes of helium migration and release

3.3　古老地层水是主力氦源储运的重要载体

氦气不能单独成藏，世界上也未发现以氦气为主的气藏，氦气的运聚需要其他流体作为载体。古老基底中U、Th产生的氦气从矿物晶格中释放后主要溶解于孔隙水中。氦气虽极易扩散，但溶解于孔隙水中的氦气随孔隙水保存下来的概率会大大增加。前人［52］研究发现，全球天然气中氦气含量与储集层的地质年代有关，地质年代越老，氦气含量越高；对四川盆地乐山—龙女寺古隆起氦气分布研究也发现，储集层年龄越老，氦气含量越高［14］。足以说明，氦气并未因其分子量小、质量轻、易扩散等因素而导致浅部的年轻地层氦气含量高于深部古老地层，也改变不了地层中氦气通量随地质年代变老而增加的趋势。岩石中因U和Th含量低（为10-6级）、半衰期长、生氦速率很低，被称为弱源生氦［53］。这种弱源生成的氦气很难独立成藏，需要其他气体或者地下水把氦气带出，因基底岩石不含有机质，难以生成烃类气体。烃源岩和储集层都在基底岩层之上，多数情况下，烃源岩生成的天然气向上运移至储集层，很少向下运移至基岩（紧贴基岩发育的烃源岩除外），上部储层中天然气也很难下灌到基岩中把氦气带出，基岩中氦气的载体往往是地下水。

3.4　古老地层水脱气富氦

U和Th在古老地层中经历的衰变时间长，与年轻地层相比累计生成的氦气相对较多。氦气生成后经过多种途径突破矿物晶格，溶解在孔隙水中，以水溶氦的形式保存，在构造挤压、抬升背景下，溶解了氦气的地层水沿断裂往上部运移，随温度和压力降低，氦气在地层水中溶解度快速下降［54］，在此过程中如果氦气在地层水中达到过饱和状态，就会从水中脱出以游离气的状态向上运移到上覆气藏中；如果没有达到过饱和，地层水遇到上覆气层也会释放出氦气，形成富氦气藏，在此期间，亨利定律（在一定的温度和平衡分压下，气体在溶液中的溶解度与气体的平衡分压成正比）起重要作用。
与CH4和CO2相比，氦气在水中的溶解度较低，仅凭水溶氦因温度和压力降低释放出的氦应该较少；另外，溶解在水中的氦气随温度和压力降低是否能达到过饱和状态释放出氦气也未知。但根据亨利定律（地下水中溶解的氦气符合亨利定律适用范围），当溶解有氦气的地下水遇到气藏时，因水中的氦气分压较高，气藏中氦气含量很低导致氦气分压很低，氦气会从分压高的地方向分压低的地方运移。为了达到分压平衡，水中的氦气几乎完全脱溶释放至气藏，而气藏中的其他气体因分压较高，溶解度较大，部分游离气会溶解到水中，貌似气藏中的天然气把氦气“萃取”出来。随地层水不断上涌，氦气不断释放到气藏，使气藏富氦。

3.5　古老地层水脱氦方式

对中西部富氦气藏研究发现，古老地层水经过漫长地质历史时期累计溶解的氦气有2种途径进入气藏：一种是地层水沿断层发生垂向运移，与上部气藏发生交换，水中溶解的氦气进入到气藏，使贫氦气藏富氦［图3（b）］，典型的实例有威远气田、和田河气田、东胜气田等，古老基底位于气藏之下，古老地层水只有向上运移才能到达气藏；另一种是贫氦气藏在构造运动驱使下发生调整，天然气沿基岩或古老储集层进行长距离横向运移，沿途捕获溶解在古老地层水中的氦气，使天然气逐渐富氦，最终形成富氦气藏（图4），例如东坪气田等。
图4 天然气横向运移捕获古老地层水溶解的氦气示意

Fig.4 Schematic diagram of natural gas transversely migrating and capturing helium dissolved in ancient formation water

4 水溶气脱气富氦研究实例

DANABALAN等［55］在坦桑尼亚东非裂谷5个取样点获取的气苗中发现氦气含量为2.7%~10.6%，氦气以壳源氦为主体，与地下水有关，中国地质调查局在渭河盆地的地热水中发现了资源量较大的氦气资源［56］，国外也有研究者认为富氦气藏中氦气的来源与水溶气紧密相关［10，57］。我国中西部2个典型的富氦气田——和田河气田和威远气田中天然气都与水溶气的脱气成藏有关，并且随水溶气运移方向，氦气含量和天然气地球化学特征呈规律性的变化［58-60］；东坪气田氦气的富集模式虽与上述2个气田不同，但是气藏中的氦气也主要来自古老地层中的水溶气。

4.1　威远气田

前人［34］研究表明威远气田中的氦气为壳源放射性成因，氦气来自地壳中的铀（U）和钍（Th）的放射性衰变，但从天然气成藏条件来看，安岳气田灯影组和龙王庙组天然气成藏条件与威远气田相似，天然气都来自相同的下寒武统筇竹寺组烃源岩，储集层也基本相同，但威远气田氦气含量远高于安岳气田，据此我们判断氦气不大可能来自烃源岩或储集层本身。
威远构造带震旦系之下存在花岗岩体［61］，而安岳气田之下却没有花岗岩体分布（图5）。花岗岩被一些研究人员认为是富氦气藏中氦气的主要贡献者［5］，这可能是威远气田天然气富氦的主要原因，氦气主要来自前震旦系花岗岩基底，巨大的花岗岩体中含有放射性U和Th，U和Th发生放射性衰变产生氦气通过某种途径在威远气田聚集。但是同样位于花岗岩基底之上，为什么资阳地区天然气中氦气含量较低、而威远气田却比较高？笔者认为，这与威远气田特殊的成藏过程——水溶气脱气成藏有关。
图5 四川盆地龙女寺古隆起气藏分布与油气系统（图中花岗岩分布据文献［61］）

Fig.5 Distribution and hydrocarbon system of gas reservoir in Longnvsi paleouplift， Sichuan Basin （granite distribution in the figure is according to Ref.［61］）

威远气田范围内烃源岩生气期在喜马拉雅期之前，圈闭形成并定型于喜马拉雅期之后，圈闭的形成晚于烃源岩的生烃期，未能有效捕获烃源岩生成的天然气，故很难直接形成气藏。有观点认为威远气田天然气主要是由资阳古隆起侧向运移而来［62-63］。在喜马拉雅期之前，资阳是古隆起的高部位，油气都往资阳地区运移。喜马拉雅期之后，因构造抬升形成新的威远构造圈闭，高于资阳地区，由此导致原来运聚在古隆起高部位（资阳震旦系古气藏）的天然气作反向再运移，重新聚集在现今威远背斜圈闭［图6（a）］。
图6 威远构造灯影组天然气甲烷碳同位素与氦气含量变化趋势（剖面位置见图5）

Fig.6 Variation trend of methane carbon isotope and helium content in Dengying Formation of Weiyuan structure （see Fig.5 for profile location）

但是，如果威远气田天然气是由资阳横向运移而来，那么威远和资阳地区天然气地球化学特征应该较为相似，或者因运移分馏作用，威远气田甲烷碳同位素组成应该轻于资阳气田。但实际情况恰恰相反，威远气田甲烷碳同位素组成明显重于资阳气田［图6（b）］，这难以用天然气横向运移来解释。
事实上，威远气田具备水溶气（包括氦气）形成、脱气成藏有利地质条件。储集层大面积含水，丰富的地下水可以溶解大量的天然气，形成储量相当可观的水溶气。地层水为古老的原生水，也有利于水溶气的保存；喜马拉雅期构造运动使地层大幅度抬升有利于水溶气脱气在圈闭中成藏［60］。以往研究发现，从水中脱出的甲烷碳同位素组成比同一口钻井中在同一时间取出的游离气甲烷碳同位素组成有明显偏重的现象［64］。因此，威远气田甲烷碳同位素组成异常偏重正说明了天然气主要来自水中的溶解气。与此同时，威远气田基底花岗岩中U和Th经过长期的放射性衰变产生的氦气排出矿物晶格溶解于孔隙水中，由于喜马拉雅期构造大幅度抬升，溶解于水中的氦气因压力和温度降低发生脱溶；另外，在气水界面附近，气藏中氦气分压极低，而水中氦气分压比较高，氦气很容易进入气藏，在圈闭中与天然气一起聚集成藏，形成富氦天然气。喜马拉雅期的构造运动使威远气田抬升了4 000 m，构造高点也由资阳转移到了威远，地下水也向威远气田所在的方向运移，导致地下水中溶解的甲烷在威远气藏脱溶，同时深部来自花岗岩的溶解了氦气的地下水也向威远气田运移，在威远气田脱气，形成富氦气田。威远气田北方的资阳气田，由于喜马拉雅期抬升幅度较小，深部花岗岩中的地下水运往威远气田，并没有往上运移，造成资阳气田氦气含量较低［图6（c）］。

4.2　和田河气田

塔里木盆地和田河气田氦气富集与威远气田相似，也与水溶气有关。该气田中的天然气主要来自西南坳陷深部高—过成熟寒武系海相烃源岩［58，65-66］。该气田甲烷碳同位素组成西部井区明显重于东部，氦气含量西部井区也明显高于东部（图7）。
图7 和田河气田天然气甲烷碳同位素与氦气含量变化趋势（氦气含量数据引自文献［31］）

注：Ma8井与Ma3井氦气含量数据由陶小晚提供

Fig.7 Variation trend of methane carbon isotope and helium content in Hetianhe Gas Field （helium content data is quoted from Ref.［31］）

和田河气田圈闭的形成主要在喜马拉雅期，是在喜马拉雅期挤压应力场作用下形成的唯一被南、北2条逆断层所夹持的条带状圈闭（图7），这2条大断裂延伸长度达90 km，断开层位自寒武系至新近系。晚喜马拉雅期和田河气田圈闭形成，西南坳陷寒武系烃源岩在过成熟阶段大量生气。同时巴楚凸起持续隆升，促使Ｉ号和II号断层再次活动并开启。此时深部寒武系高过熟烃源岩产生的天然气在异常高压作用下大量溶解于水，并沿断裂带往上运移至和田河气田的圈闭中，由于气田东部位置较低，气田水释放出部分游离气在气田东部圈闭中成藏，然后东部井区气水界面下部的水体继续自东部高压区向西部低压区沿不整合面作长距离侧向运移，运移过程中压力不断降低导致水溶气不断释放变成游离相天然气，在运移路径上成藏，形成条带状、串状分布的和田河气田，同时也造成了气田东部、西部天然气地球化学特征的差异［58］。虽然目前还不确定西南坳陷古老基底是否存在花岗岩，但古老基底其他类型岩石经历较长时间也可产生大量的氦气溶解于水中，随喜马拉雅期构造抬升释放到上部的圈闭中，与天然气一起聚集在和田河气田中。

4.3　东坪气田

东坪气田位于柴达木盆地阿尔金山前东段，是喜马拉雅期构造运动作用下发育的大型盆缘鼻状古隆起，鼻隆形态主要受坪东断层控制，轴向为北西—南东向。东坪气藏属基岩型气藏，天然气主要储集于古近系下伏基底结晶岩系的岩浆岩或变质岩中，基岩为多期花岗岩和古生界变质岩组成的复合基底，年龄为4亿年以上［33］，基岩本身不具生烃能力，天然气来自东坪鼻隆东南的侏罗系煤系烃源岩，天然气自东南向西北进入基岩储集层（图8）。根据发表的数据［33］，随天然气运移距离增加，氦气含量呈增加的趋势。这是因为天然气运移过程中不断获取古老储集层中地层水溶解的氦气，运移距离越长，捕获的氦气越多。天然气在捕获水中氦气的同时，也会捕获水中溶解的氮气，使天然气中氮气含量随氦气含量的增加而增加（图9）。
图8 东坪气田天然气成藏示意（据文献［67］，修改）

Fig.8 Natural gas accumulation diagram of Dongping Gas Field （modified according to Ref.［67］）

图9 东坪气田氮气含量与氦气之间关系（数据引自文献［33］）

Fig.9 Relationship between nitrogen content and helium in Dongping Gas Field （data quoted from Ref.［33］）

5 勘探建议

根据本文提出的富氦气藏中的氦气富集经历了“多源供氦、主源富氦”以及主力氦源来自古老地层中的水溶氦的观点，建议在进行富氦天然气勘探时瞄准主力氦源，在古老地层水（即主力氦源）发育地区寻找断裂带或者构造隆升区之上的、与古老地层水有关联的气藏，这类气藏富氦的可能性较大；或者天然气在古老储集层中发生长距离运移后形成的气藏，富氦的可能性也较大。在含有氦气的地热水分布区，其上如果发育有气藏，则往往是富氦气藏，例如渭河盆地等。

6 结论

中国中西部天然气中氦气主要是壳源放射性成因，富氦天然气分布与古老的花岗岩或古老基底密切相关，富氦气藏中的氦气少部分来自烃源岩和储集层，更多的氦气主要来自古老岩层中的水溶氦。氦气富集重要机理为古老地层水脱氦富集。古老岩层中U和Th经过漫长地质时期的衰变，产生的氦气溶解在水中保存下来，伴随后期的构造运动，产生断裂，地层发生抬升，地层水上移，水中溶解的氦气随温度和压力降低并在亨利定律的作用下释放到气藏中，形成富氦天然气藏；如果天然气沿古老储集层运移，随运移路径增加，天然气中氦气含量也会逐渐增加。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
1
LUPTON J E. Terrestrial inert gases： Isotopic trace studies and clubs to primordial components［J］.Annual Review of Earth and Planetary Sciences，1983，11：371-414.

2
BALLENTINE C J， BURNARD P. Production，release，and transport of noble gases in the continental crust［J］. Reviews in Mineralogy and Geochemistry，2002，47（1）：481-538.

3
PORCELLI D， BALLENTINE C J， WIELER R. An overview of noble gas geochemistry and cosmochemistry［J］.Reviews in Mineralogy and Geochemistry，2002，47（1）： 1-9.

4
王先彬.稀有气体同位素地球化学和宇宙化学［M］.北京：科学出版社，1989.

WANG X B. Noble Gas Isotope Geochemistry and Cosmochemistry［M］.Beijing： Science Press，1989.

5
RUEDEMANN P， OLES L M. Helium-its probable origin and concentration in the Amarillo fold， Texas［J］.AAPG Bulletin，1929，13（7）：799-810.

6
KATZ D L. Source of Helium in Natural Gases： USBM Information Circular 8417［R］. Amarillo： Helium Research Center Library，1969： 242-255.

7
PIERCE A P， GOTT G B， MYTTON J W. Uranium and helium in the Panhandle Gas Field， Texas， and adjacent area［J］. US Geological Survey Professional Papers，1964，454-G：1-57.

8
NIKONOV V F. Formation of helium-bearing gases and trends in prospecting for them［J］. International Geology Revi-ew， 1973，15（5）：534-541.

9
GOLD T， HELD M. Helium-nitrogen-methane systematics in natural gases of Texas and Kansas［J］.Journal of Petroleum Geo-logy，2007，10（4）：415-420.

10
BALLENTINE C J， SHERWOOD-LOLLAR B. Regional groundwater focusing of nitrogen and noble gases into the Hugoton-Panhandle giant gas field， USA［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 2002，66（14）：2483-2497.

11
BROADHEAD R F. Helium in New Mexico： Geological distribution，resource demand，and exploration possibilities［J］.New Mexico Geology， 2005， 27（4）：93-100.

12
MAIONE S J. Helium exploration： A 21st century challenge［J］. Houston Geological Society Bulletin，2004，46（6）：27-28，30.

13
BROWN A. Origin of helium and nitrogen in the Panhandle-Hugoton field of Texas， Oklahoma， and Kansas， United States［J］.AAPG Bulletin，2019，103（2）：369-403.

14
QIN S F， YUAN M， ZHOU Z， et al. Distribution law of helium in Leshan-Longnvsi paleo-uplift in Sichuan Basin， China［J］.IOP Conference Series Earth and Environmental Science，2019，360（1）：012031.

15
BROWN A A. Formation of High Helium Gases： A Guide for Explorationists［C］.AAPG Convention， New Orleans， Louisiana， April 11-14， 2010.

16
ZHANG W， LI Y H， ZHAO F H， et al. Using noble gases to trace groundwater evolution and assess helium accumulation in Weihe Basin， central China［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta，2019，251：229-246.

17
徐永昌，王先彬，吴仁铭，等.天然气中稀有气体同位素［J］.地球化学，1979（4）：271-281.

XU Y C， WANG X B， WU R M， et al. Rare gas isotopes in natural gas［J］.Geochimica，1979（4）：271-281.

18
徐永昌，沈平.幔源氦的工业储聚和郯序大断裂带［J］.科学通报，1990，35（12）：932-935.

XU Y C， SHEN P. Industrial storage and accumulation of mantle-derived helium and the Tancheng-Lujiang fault zone［J］. Chinese Science Bulletin，1990，35（12）：932-935.

19
王先彬，薛啸峰，陈践发，等.地震区温泉气体的地球化学特征［J］.中国科学（B辑），1992（8）： 849-854.

WANG X B， XUE X F， CHEN J F， et al. Geochemical characteristics of hot spring gas in seismic area［J］. Science in China （Series B），1992（8）：849-854.

20
戴金星，宋岩，戴春森，等.中国东部无机成因气及其气藏形成条件［M］.北京：科学出版社，1995.

DAI J X， SONG Y， DAI C S， et al. Inorganic Gas and Its Reservoir Forming Conditions in Eastern China［M］. Beijing： Science Press，1995.

21
徐永昌.天然气中的幔源稀有气体［J］.地学前缘，1996，3（3-4）：63-71.

XU Y C. The mantle noble gas of natural gases［J］. Earth Science Frontiers，1996，3（3-4）：63-71.

22
徐永昌，孙明良，沈平，等.天然气氦同位素的测定及其在天然气研究中的应用［J］.石油实验地质，1990，12（3）：316-325.

XU Y C， SUN M L， SHEN P， et al. Isotopic measurements of nitrogen and their application in natural gas［J］. Petroleum Geology & Experiment，1990，12（3）：316-325.

23
徐永昌.天然气中氦同位素分布及构造环境［J］.地学前缘，1997，4（3-4）：185-190.

XU Y C. Helium isotope distribution of natural gases and its structural setting［J］. Earth Science Frontiers，1997，4（3-4）：185-190.

24
孙明良.氦同位素在天然气地质学上的作用［J］.天然气地球科学，1994，5（5）：1-5.

SUN M L， The role of helium isotopes in natural gas geology［J］. Natural Gas Geoscience，1994，5（5）：1-5.

25
LIU Q Y， JIN Z J， CHEN J F， et al. Origin of nitrogen molecules in natural gas and implications for the high risk of N2 exploration in Tarim Basin， NW China［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering，2012，81：112-121.

26
XU S， NAKAI S， WAKITA H， et al. Helium isotope compositions in sedimentary basins in China［J］. Applied Geochemistry，1995，10（6）：643-656.

27
SHENG X， ZHENG G D， ZHENG J J， et al. Mantle-derived helium in foreland basins in Xinjiang， Northwest China［J］. Tectonophysics，2017，694：319-331.

28
WANG X B， CHEN J F， LI Z S， et al. Rare gases geochemical characteristics and gas source correlation for Dabei Gas Field in Kuche Depression， Tarim Basin［J］. Energy Exploration & Exploitation，2016，34（1）：113-128.

29
徐永昌，沈平，刘文汇，等.天然气中稀有气体地球化学［M］.北京：科学出版社，1998：170-221.

XU Y C， SHEN P， LIU W H， et al. Noble Gas Geochemistry in Natural Gases［M］. Beijing：Science Press，1998：170-221.

30
刘全有，戴金星，金之钧，等.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［J］.地质学报，2009，83（1）： 107-114.

LIU Q Y， DAI J X， JIN Z J， et al. Geochemistry and genesis of natural gas in the foreland and platform of the Tarim Basin［J］. Acta Geologica Sinica，2009，83（1）：107-114.

31
陶小晚，李建忠，赵力彬，等.我国氦气资源现状及首个特大型富氦储量的发现：和田河气田［J］.地球科学，2019，44（3）：1024-1041.

TAO X W， LI J Z， ZHAO L B， et al. Helium resources and discovery of first supergiant helium reserve in China： Hetianhe gas field［J］.Earth Science，2019，44（3）：1024-1041.

32
ZHANG W， LI Y H， ZHAO F H， et al. Quantifying the helium and hydrocarbon accumulation processes using noble gases in the north Qaidam Basin，China［J］.Chemical Geology，2019，525：368-379.

33
张晓宝，周飞，曹占元，等.柴达木盆地东坪氦工业气田发现及氦气来源和勘探前景［J］.天然气地球科学，2020，31（11）： 1585-1592.

ZHANG X B， ZHOU F， CAO Z Y， et al. Finding of the Dongping economic helium gas field in the Qaidam Basin， and helium source and exploration prospect［J］. Natural Gas Geoscience，2020，31（11）：1585-1592.

34
戴金星.威远气田成藏期及气源［J］.石油实验地质，2003，25（5）：473-480.

DAI J X. Pool-forming periods and gas source of Weiyuan Gas Field［J］. Petroleum Geology & Experiment，2003，25（5）： 473-480.

35
ZHU G Y， ZHANG S C， LIANG Y B， et al. The genesis of H2S in the Weiyuan Gas Field， Sichuan Basin and its evidence ［J］.Chinese Science Bulletin，2007，52（10）：1394-1404.

36
戴鸿鸣，王顺玉，王海清，等.四川盆地寒武系—震旦系含气系统成藏特征及有利勘探区块［J］.石油勘探与开发，1999， 26（5）：16-20.

DAI H M， WANG S Y， WANG H Q， et al. Formation characteristics of natural gas reservoirs and favorable exploration areas in Sinian-Cambrian petroleum system of Sichuan Basin［J］. Petroleum Exploration & Development，1999，26（5）：16-20.

37
BOWERSOX J R. Assessing the Potential Helium Resources in Central Kentucky［C］.Oral presentation given at 2018 AAPG 47th Annual AAPG-SPE Eastern Section Joint Meeting， Pittsburgh， PA， October 7-11， 2018.

38
徐永昌，沈平，陶明信，等.东部油气区天然气中幔源挥发份的地球化学——I.氦资源的新类型：沉积壳层幔源氦的工业储集［J］.中国科学（D辑），1996，26（1）：1-8.

XU Y C， SHEN P， TAO M X， et al. Geochemistry of mantle-derived volatiles in natural gas in the eastern oil and gas regions：Ⅰ. A new type of helium resource： Industrial accumulation of mantle-derived helium in sedimentary crust［J］. Science in China（Series D），1996，26（1）：1-8.

39
MAMYRIN B A， TOLSTIKHIN I N. Helium Isotopes in Nature［M］. Amsterdam： Elsevier，1984.

40
KANEOKA I， TAKAOKA N. Noble-gas state in the Earth's interior： Some constraints on the present state［J］.Chemical Geology（Isotope Geoscience Section），1985，52（1）：75-95.

41
XU Y C， SHEN P， TAO M X， et al. Geochemistry on mantle-derived volatiles in natural gases from eastern China oil/gas provinces（II）： Helium， argon and hydrocarbons in mantle volatiles［J］. Science in China （Series D），1997，40（3）：315-321.

42
郭念发，尤孝忠，徐俊.苏北盆地溪桥含氦天然气田地质特征及含氦天然气勘探前景［J］.石油勘探与开发，1999，26（5）： 24-26.

GUO N F， YOU X Z， XU J. Geological character of Xiqiao helium-bearing gas field and prospecting of helium-bearing natural gas in north Jiangsu Basin［J］. Petroleum Exploration and Development，1999，26（5）：24-26.

43
曹忠祥，车燕，李军亮，等.济阳坳陷花沟地区高含He气藏成藏分析［J］.石油实验地质，2001，23（4）：395-399.

CAO Z X， CHE Y， LI J L， et al. Accumulation analysis on a helium-enriched gas reservoir in Huagou area， the Jiyang Depression［J］. Petroleum Geology & Experiment，2001，23（4）：395-399.

44
王杰，陈践发，王铁冠，等.松辽盆地双城—太平川地区天然气成因类型及气源［J］.石油学报，2006，27（3）：16-21.

WANG J， CHEN J F， WANG T G， et al. Gas source rocks and gas genetic type in Shuangcheng-Taipingchuan areas of Songliao Basin［J］. Acta Petrolei Sinica，2006，27（3）：16-21.

45
DAI J X， NI Y Y， QIN S F， et al. Geochemical characteristics of He and CO2 from the Ordos （cratonic） and Bohaibay （rift） Basins in China［J］. Chemical Geology，2017，469：192-213.

46
徐永昌，沈平，李玉成.中国最古老的气藏—四川威远震旦纪气藏［J］.沉积学报，1989，7（4）：3-13.

XU Y C， SHEN P， LI Y C. The oldest gas pool of China： Weiyuan Sinian gas pool， Sichuan Province［J］. Acta Sedimentologica Sinica，1989，7（4）：3-13.

47
WU X Q， DAI J X， LIAO F R， et al. Origin and source of CO2 in natural gas from the eastern Sichuan Basin［J］. Science China： Earth Sciences，2013，56（8）：1308-1317.

48
NI Y Y， DAI J X， TAO S Z， et al. Helium signatures of gases from the Sichuan Basin， China［J］. Organic Geochemistry， 2014，74：33-43.

49
李德生. 中国含油气盆地的构造类型［J］. 石油学报，1982，3（3）：1-12.

LI D S. Tectonic types of oil and gas basins in China ［J］.Acta Petrolei Sinica，1982，3（3）：1-12.

50
徐永昌，沈平，陶明信，等.中国含油气盆地天然气中氦同位素分布［J］.科学通报，1994，39（16）：1505-1508.

XU Y C， SHEN P， TAO M X， et al. Distribution of helium isotopes in natural gas from petroliferous basins in China［J］. Chinese Science Bulletin，1994，39（16）：1505-1508.

51
魏祥峰.四川盆地及周缘龙马溪组热页岩特征及高U值成因［J］.油气藏评价与开发，2017，7（3）：59-66.

WEI X F. Causes of high U and characteristics of hot shale at Longmaxi Formation in the Sichuan Basin and surrounding areas［J］. Reservoir Evaluation and Development，2017，7（3）：59-66.

52
孔令昌.自然界中的氦同位素［M］.北京：专利文献出版社，1997.

KONG L C. Helium Isotopes in Nature［M］. Beijing： Patent Literature Publishing House，1997.

53
李玉宏，张文，王利，等.亨利定律与壳源氦气弱源成藏——以渭河盆地为例［J］.天然气地球科学，2017，28（4）：495-501.

LI Y H， ZHANG W， WANG L， et al. Henry’s law and accumulation of crust-derived helium： A case from Weihe Basin， China［J］.Natural Gas Geoscience，2017，28（4）：495-501.

54
ABROSIMOV V K， LEBEDEVA E Y. Solubility and thermodynamics of dissolution of helium in water at gas partial pressures of 0.1-100 MPa within a Temperature Range of 278-353 K［J］. Russian Journal of Inorganic Chemistry，2013，58（7）：808-812.

55
DANABALAN D， GLUYAS J G， MACPHERSON C G， et al. New High-grade Helium Discoveries in Tanzania［C］. Goldschmidt Conference Abstracts， 2016， 595.

56
张文，李玉宏，王利，等.渭河盆地氦气成藏条件分析及资源量预测［J］.天然气地球科学，2018，29（2）：236-244.

ZHANG W，LI Y H， WANG L， et al. The analysis of helium accumulation conditions and prediction of helium resource in Weihe Basin［J］.Natural Gas Geoscience，2018，29（2）：236-244.

57
BROWN A. Origin of helium and nitrogen in the Panhandle-Hugoton field of Texas， Oklahoma， and Kansas， United States［J］. AAPG Bulletin，2019，103（2）：369-403.

58
秦胜飞，贾承造，李梅.和田河气田天然气东西部差异及成因［J］.石油勘探与开发，2002，29（5）：16-18.

QIN S F， JIA C Z， LI M. The difference on geochemical characteristics of natural gases between east and west part in Hetianhe Gas Field of Tarim Basin and its origin［J］. Petroleum Exploration & Development，2002，29（5）：16-18.

59
秦胜飞，邹才能，戴金星，等.塔里木盆地和田河气田水溶气成藏过程［J］.石油勘探与开发，2006，33（3）：280-288.

QIN S F， ZOU C N， DAI J X， et al.Water-soluble gas accumulation process of Hetianhe Gas Field in Tarim Basin， NW China［J］. Petroleum Exploration & Development，2006，33（3）：280-288.

60
QIN S F， ZHOU G X， LI W， et al. Geochemical evidence of water-soluble gas accumulation in the Weiyuan Gas Field， Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry B，2016，3（1）：37-44.

61
ZHANG J， YANG W， YI H Y， et al. Feasibility of high-helium natural gas exploration in the Presinian strata， Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry B，2015，2（1）：88-94.

62
尹长河，王廷栋，王顺玉，等.威远震旦系天然气与油气生运聚［J］.地质地球化学，2000，28（1）：78-82.

YIN C H， WANG T D， WANG S Y， et al. Natural gas and petroleum generation， migration and accumulation in Sinian reservoirs of Weiyuan area， Sichuan［J］. Geology Geochemistry，2000，28（1）：78-82.

63
王一刚，陈盛吉，徐世琦.四川盆地古生界——上元古界天然气成藏条件及勘探技术［M］.北京：石油工业出版社，2001： 166-168.

WANG Y G， CHEN S J， XU S Q. Natural Gas Accumulation Conditions and Exploration Technology of Upper Proterozoic-Paleozoic in Sichuan Basin［M］. Beijing： Petroleum Industry Press，2001：166-168.

64
QIN S F. Carbon isotopic composition of water-soluble gases and their geological significance in the Sichuan Basin［J］. Petroleum Exploration & Development，2012，39（3）：335-342.

65
赵孟军.塔里木盆地和田河气田天然气的特殊来源及非烃组分的成因［J］.地质论评，2002，48（5）：480-486.

ZHAO M J. Special source of the natural gases of the Hotan River Gas Field and the Origin of its non-hydrocarbon gases［J］. Geological Review，2002，48（5）：480-486.

66
CAI C F， WORDEN R H， WANG Q H， et al. Chemical and isotopic evidence for secondary alteration of natural gases in the Hetianhe Field， Bachu Uplift of the Tarim Basin［J］.Organic Geochemistry，2002，33（12）：1415-1427.

67
付锁堂，马达德，陈琰，等.柴达木盆地阿尔金山前东段天然气勘探［J］.中国石油勘探，2015，20（6）：1-13.

FU S T， MA D D， CHEN Y， et al. Natural gas exploration in eastern segment of Alkin Piedmont， northern Qaidam Basin［J］. China Petroleum Exploration，2015，20（6）：1-13.

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