Earth Science Frontiers ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (1): 340-350.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.1.3
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WU Yiping(), WANG Qing, TAO Shizhen, WANG Jianjun, LI Qian, ZHANG Ningning, WU Xiaozhi, LI Haowu, WANG Xiaobo
Received:
2023-12-15
Revised:
2024-01-02
Online:
2024-01-25
Published:
2024-01-25
CLC Number:
WU Yiping, WANG Qing, TAO Shizhen, WANG Jianjun, LI Qian, ZHANG Ningning, WU Xiaozhi, LI Haowu, WANG Xiaobo. Crustal helium: Accumulation controlling factors and resource evaluation methods[J]. Earth Science Frontiers, 2024, 31(1): 340-350.
序号 | 成藏地质条件 | 天然气 | 壳源氦气 |
---|---|---|---|
1 | 源岩 | 广源(黑色泥页岩、碳酸盐岩等, 富含TOC的多层系源岩) | 多源供氦(花岗岩、火山岩、碳硅泥岩、砂岩等), 主源富氦(富含铀钍岩石) |
2 | 供源性质 | 强源(幕式强烈扩散供给) | 弱源(定量生氦气、稳定供给) |
3 | 源岩体积 | 生烃强度与体积成正比 | 生氦强度与体积成正比 |
4 | 离主断裂距离 | 距离越近,有利于天然气聚集 | 在同一源岩条件下,距离越远,含量越低 |
5 | 构造抬升 | 构造活动适当有利于聚集 | 构造活动适当有利于聚集 |
6 | 生气强度 | 生气强度越大越好 | 生烃强度适当(离开生气强度中心); 与氮气等同源气体生气强度具有正相关性 |
7 | 压力系数 | 同等条件压力越高越有利于天然气富集 | 一般为常压或低压 |
8 | 埋藏深度 | 深层-超深层(3 500~10 000 m) | 最好在中浅层(5 500 m以浅) |
9 | 运移通道 | 断裂、不整合面、储层通道 | 载体气、流体及深大断裂等、不整合面等 |
10 | 富集位置 | 近源成藏 | 凸起带、构造发育带 |
Table 1 Differences in main controlling factors for the formation of helium and natural gas reservoirs
序号 | 成藏地质条件 | 天然气 | 壳源氦气 |
---|---|---|---|
1 | 源岩 | 广源(黑色泥页岩、碳酸盐岩等, 富含TOC的多层系源岩) | 多源供氦(花岗岩、火山岩、碳硅泥岩、砂岩等), 主源富氦(富含铀钍岩石) |
2 | 供源性质 | 强源(幕式强烈扩散供给) | 弱源(定量生氦气、稳定供给) |
3 | 源岩体积 | 生烃强度与体积成正比 | 生氦强度与体积成正比 |
4 | 离主断裂距离 | 距离越近,有利于天然气聚集 | 在同一源岩条件下,距离越远,含量越低 |
5 | 构造抬升 | 构造活动适当有利于聚集 | 构造活动适当有利于聚集 |
6 | 生气强度 | 生气强度越大越好 | 生烃强度适当(离开生气强度中心); 与氮气等同源气体生气强度具有正相关性 |
7 | 压力系数 | 同等条件压力越高越有利于天然气富集 | 一般为常压或低压 |
8 | 埋藏深度 | 深层-超深层(3 500~10 000 m) | 最好在中浅层(5 500 m以浅) |
9 | 运移通道 | 断裂、不整合面、储层通道 | 载体气、流体及深大断裂等、不整合面等 |
10 | 富集位置 | 近源成藏 | 凸起带、构造发育带 |
资源评价方法 | 算法 | 难点 | 关键参数 | 解决办法 | 应用范围 |
---|---|---|---|---|---|
百分含量法 | 容积法、概率容积法、小面元法、圈闭加和法、地热流体容积法 | 氦气含量 | 氦气含量法、评价单元 | 评价单元采用平均氦气含量;细化评价单元;氦气含量概率 | 已知氦气含量的气藏和井区、水溶氦气 |
统计法 | 规模序列法[ | 氦气含量及储量规模 | 氦气含量、相似系数、储量规模 | 统计氦气含量和储量规模 | 中高勘探程度探区 |
类比法 | 丰度类比法[ | 不同类型氦气藏关键成藏要素 | 氦源岩、埋深、离主断裂距离等8个影响因素 | 成藏条件解剖及类比分析 | 各类气藏及探区 |
成因法 | 生氦法[ | 氦气源岩体积及运聚系数 | 氦源岩体积、相似系数、运聚系数 | 断裂最大延伸深度或氦气释放深度 | 远景区预测 |
Table 2 Helium resource evaluation methods
资源评价方法 | 算法 | 难点 | 关键参数 | 解决办法 | 应用范围 |
---|---|---|---|---|---|
百分含量法 | 容积法、概率容积法、小面元法、圈闭加和法、地热流体容积法 | 氦气含量 | 氦气含量法、评价单元 | 评价单元采用平均氦气含量;细化评价单元;氦气含量概率 | 已知氦气含量的气藏和井区、水溶氦气 |
统计法 | 规模序列法[ | 氦气含量及储量规模 | 氦气含量、相似系数、储量规模 | 统计氦气含量和储量规模 | 中高勘探程度探区 |
类比法 | 丰度类比法[ | 不同类型氦气藏关键成藏要素 | 氦源岩、埋深、离主断裂距离等8个影响因素 | 成藏条件解剖及类比分析 | 各类气藏及探区 |
成因法 | 生氦法[ | 氦气源岩体积及运聚系数 | 氦源岩体积、相似系数、运聚系数 | 断裂最大延伸深度或氦气释放深度 | 远景区预测 |
序号 | 关键参数 | 参数类型 | 单位 | 刻度区 | 类比区 | 相似系数 | 参数权重 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 氦源岩体积 | 数值 | km3 | 46 340 | 5 000 | 0.9 | 0.15 |
2 | 氦源岩类型 | 文本 | 无量纲 | 花岗岩 | 花岗岩 | 0.7 | 0.1 |
3 | 铀含量 | 数值 | % | 0.3~25.1/平均3.8 | 2.6 | 0.8 | 0.15 |
4 | 钍含量 | 数值 | % | 1.4~30.6/平均10.3 | 8.5 | 0.8 | |
5 | 盆地基底断裂密度 | 数值 | 条/km2 | 0.1 | 0.15 | 1.05 | 0.1 |
6 | 气藏压力系数 | 数值 | 无因次 | 1.3 | 1.2 | 0.8 | 0.2 |
7 | 断裂活动次数 | 数值 | 次 | 3 | 2.5 | 0.8 | 0.3 |
8 | 载体气与氦气关系 | 文本 | 无量纲 | 异源同储 | 异源同储 | ||
9 | 氦气平均含量 | 数值 | % | 0.071 | 未知 | ||
10 | 氦气资源面积丰度/体积 | 数值 | 104m3/km2 | 7.43 | 6.17 | ||
11 | 氦气地质资源量 | 数值 | 104m3 | 34 435 | 3 085 | ||
总体 | 0.83 | 1.0 |
Table 3 Key parameters used in analogy method and results for the Santai-Yanting block, Sichuan Basin
序号 | 关键参数 | 参数类型 | 单位 | 刻度区 | 类比区 | 相似系数 | 参数权重 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 氦源岩体积 | 数值 | km3 | 46 340 | 5 000 | 0.9 | 0.15 |
2 | 氦源岩类型 | 文本 | 无量纲 | 花岗岩 | 花岗岩 | 0.7 | 0.1 |
3 | 铀含量 | 数值 | % | 0.3~25.1/平均3.8 | 2.6 | 0.8 | 0.15 |
4 | 钍含量 | 数值 | % | 1.4~30.6/平均10.3 | 8.5 | 0.8 | |
5 | 盆地基底断裂密度 | 数值 | 条/km2 | 0.1 | 0.15 | 1.05 | 0.1 |
6 | 气藏压力系数 | 数值 | 无因次 | 1.3 | 1.2 | 0.8 | 0.2 |
7 | 断裂活动次数 | 数值 | 次 | 3 | 2.5 | 0.8 | 0.3 |
8 | 载体气与氦气关系 | 文本 | 无量纲 | 异源同储 | 异源同储 | ||
9 | 氦气平均含量 | 数值 | % | 0.071 | 未知 | ||
10 | 氦气资源面积丰度/体积 | 数值 | 104m3/km2 | 7.43 | 6.17 | ||
11 | 氦气地质资源量 | 数值 | 104m3 | 34 435 | 3 085 | ||
总体 | 0.83 | 1.0 |
序号 | 关键参数 | 参数取值 | 氦气含量拟合公式 | 相关程度R2 | 相关系数R | 权重/% |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 氦源岩类型T | 花岗岩 | γT=0.113 3e2.493 6T | 0.939 | 0.969 0 | 13.2 |
2 | 铀钍含量φ | 4.6%~42.3% | γφ=0.084 9e30.209 7φ | 0.871 4 | 0.933 5 | 12.7 |
3 | 氦源岩体积V | 160×1012 km3 | γV=0.168 5e-3E-05V | 0.565 5 | 0.752 0 | 10.2 |
4 | 离主断裂距离L | 1~5 km | γL=0.423 6e-0.338L | 0.95 | 0.974 7 | 13.2 |
5 | 断裂活动次数N | 4 | γN=-0.001 1N2+0.020 2N+0.033 4 | 0.974 6 | 0.987 2 | 13.4 |
6 | 氦气藏埋深D | 1 800~2 200 m | γD=2.738 6×e-1(D+350.1)/1 735 | 0.703 4 | 0.838 7 | 11.4 |
7 | 氦气藏压力系数F | 1.22~1.28 | γF=2.738 6×e-2.486F | 0.955 1 | 0.977 3 | 13.3 |
8 | 载体气产率Y | (2.86~11.60) ×10-8 m3 STP/(kg·a) | γY=-9E-08Y2+ 0.000 6Y-0.942 4 | 0.875 3 | 0.935 6 | 12.7 |
Table 4 Fitting Formula between helium content and key control factors of helium reservoir formation in the Ghadames Basin, Algeria
序号 | 关键参数 | 参数取值 | 氦气含量拟合公式 | 相关程度R2 | 相关系数R | 权重/% |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 氦源岩类型T | 花岗岩 | γT=0.113 3e2.493 6T | 0.939 | 0.969 0 | 13.2 |
2 | 铀钍含量φ | 4.6%~42.3% | γφ=0.084 9e30.209 7φ | 0.871 4 | 0.933 5 | 12.7 |
3 | 氦源岩体积V | 160×1012 km3 | γV=0.168 5e-3E-05V | 0.565 5 | 0.752 0 | 10.2 |
4 | 离主断裂距离L | 1~5 km | γL=0.423 6e-0.338L | 0.95 | 0.974 7 | 13.2 |
5 | 断裂活动次数N | 4 | γN=-0.001 1N2+0.020 2N+0.033 4 | 0.974 6 | 0.987 2 | 13.4 |
6 | 氦气藏埋深D | 1 800~2 200 m | γD=2.738 6×e-1(D+350.1)/1 735 | 0.703 4 | 0.838 7 | 11.4 |
7 | 氦气藏压力系数F | 1.22~1.28 | γF=2.738 6×e-2.486F | 0.955 1 | 0.977 3 | 13.3 |
8 | 载体气产率Y | (2.86~11.60) ×10-8 m3 STP/(kg·a) | γY=-9E-08Y2+ 0.000 6Y-0.942 4 | 0.875 3 | 0.935 6 | 12.7 |
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