天然气中烷烃气碳同位素研究意义.pdf

第 31卷第 12期 地 质 勘 探 天然气 中烷烃气碳 同位素研究的意义 戴 金 星 中国石油勘探开发研究院 戴金星．天然气 中烷烃气碳 同位素研究的意义．天然气工业 ，2011，31(12)：i-6． 摘 要 天然气中烷烃气的碳 同位素值蕴含丰富的科学信息，为研究其重要理论及实践意义，分析、总结了国内外 学者对烷烃气中单组分 (甲烷、乙烷)碳 同位素值 的研究成果。结果认为：依据 ”c一R。回归方程能对勘探 目的层天然 气的类型或成熟度作 出推断；煤成气 的 ”c 基本上重于一28．O‰，油型气 的 。Cz基本上轻于一28．5％o，而介于 一 28．O‰～一28．5‰之间是上述两类气的共存 区，且 以煤成气为主 。此外，还重点讨论 了烷烃气碳 同位素系列所反映的 油气地质和地球化学信息，认为具有正碳 同位素系列的烷烃气属于有机成因气，负碳 同位素系列的烷烃气基本上属于无 机成因气；但在沉积盆地 中个别 出现的负碳 同位素系列是 由于正碳 同位素系列次生改造 (扩散分馏 、相态转换分馏)所 致 ，其烷烃气不是无机成因的。 关键词 烷烃气 碳 同位素值 甲烷 乙烷 回归方程 碳 同位素系列 倒转 天然气成因 DOI：1O．3787／i．issn．1OOO一0976．2011．12．001 天然气中蕴含科学信息最多的是烷烃气 ，因为其 是最早获得广泛应用的。 有 CH 、CH 、C。H 和 CH。共 4个组分，同时丁烷 1．1 国外研究情况 还有正丁烷和异丁烷 2种异构体 ，故烷烃气在天然气 世界上早期的同位素质谱仪功能较为简单 ，只能 中含科学信息是最丰富的。值得指出的是有的学者把 分析 甲烷或全烷烃气的碳 同位素值。因此 ，世界上开 戊烷 (CH。)也归人烷烃气 中，笔者认为不妥。因为 发研究 ¨C 最多，这些大量 的研究成果对天然气勘 戊烷有 3种异构体 ：在常温常压下，正戊烷为无色易燃 探具有重要的意义。 液体 ；异戊烷又名 2一甲基丁烷，也是无色易燃液体 ；新 1)Stahl等综合研究西北欧和北美有机成因甲烷 戊烷又名 2，2一二 甲基丙烷 ，是无色可燃气体 ，或 易挥 碳同位素值和其烃源岩成熟度 (R。)关系，提 出了回归 发可燃液体 。基于上述原因，烷烃气只能包括 甲烷、乙 方程_1J： 烷、丙烷和丁烷 。 煤成气回归方程 ¨C≈141gR。一28 天然气 中的烷烃气组分不仅 比其他组分蕴含更多 油型气回归方程 坞C≈171gR。一42 的科学信息，而且烷烃气还 比其他组分含量大 ，在天然 2)Claypoo[提出北美 ¨C一R。回归方程 ： 气中可见率很高。在含油气盆地的天然气 中，几乎百 煤成气回归方程 ¨C≈151gR。一35 分之百都含有烷烃气。因此 ，对烷烃气碳 同位素的研 1．2 国内研究情况 究，能对天然气的研究和勘探提供大量 的信息。以下 在 中国也有许 多学者提 出了 ¨C 一R。回归方 将以烷烃气中单组分 (如 甲烷或 乙烷)以及烷烃气组合 程 。 的碳同位素研究的实例 ，说 明其重要的意义。 1)戴金星不仅提 出了 ¨C 一R。回归方程 ，同时 还提 出了 C。一R。和 C。一R。煤成 气 回归 1 甲烷碳 同位素值研究 方程 ¨2]： 在烷烃气碳同位素研究 中，甲烷碳 同位素 (¨C) 煤成气 回归方程 ”C≈14．121gR。一34．39 作者简介 ：戴