西安地热水伴生富氦天然气成因研究

【摘要】： 本文在对西安凹陷基底岩性组成、主要断裂和盆地构造演化特征等研究基础上,通过对地热水伴生天然气组成及其含量分析,重点分析研究了甲烷碳同位素、二氧化碳碳同位素和天然气氦同位素。通过地热井钻井资料分析,查明了富氦天然气赋存的主要层位、含气层厚度、富氦天然气分布以及与断裂构造和盆地基底岩性之间的关系。探讨了富氦天然气成因特征,明确了甲烷天然气和氦气的来源及其源岩特征,为进一步研究和勘探西安地热水伴生富氦天然气提供了重要的基础资料。 根据地热水伴生天然气中的成分、含量的分析结果,结合钻井资料分析认为天然气层位为取水层,深度主要在1200m到1800m以下,主要是蓝田灞河组、高陵组、白鹿塬组和红河组;地热水伴生天然气主要分布在铁炉子-户县断裂、长安-咸阳断裂、长安-临潼断裂及渭河南岸断裂区域内,明显受断裂构造和新生代盆地构造演化控制。地热水伴生天然气δ~(13)C_1,δ~(13)C_2和δ~(13)C_3分析结果表明,户县一带甲烷碳同位素均小于-55‰,属生物成因气,是由户县一带富含未成熟有机质张家坡组泥岩形成的;其它地热水伴生的甲烷的碳同位素分布在-27.2‰～-38.7‰之间,属于有机质热解天然气,与渭河断裂之北盆地基底分布的古生界烃源岩有关。氦同位素分析结果表明,西安地区的天然气中的~3He/~4He分布在(4.7±-0.24)×10~(-8)～(7.80±0.23)×10~(-7)之间,介于壳源~3He/~4He值和幔源~3He/~4He值之间,分析认为西安地区的天然气中以壳源成因主,有少量幔源氦气混入,其源岩是西安地区渭河盆地基底分布的富铀花岗岩体和西安市周边分布的含铀蓝田花岗岩体和牧护关花岗岩体。 【关键词】：西安地区 氦同位素 甲烷碳同位素 氦气成因 甲烷成因
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P618.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 勘探历史与现状8
• 1.2 水溶气勘探研究现状8-9
• 1.3 富氦天然气勘探研究现状与论文研究意义9-10
• 1.4 天然气成因研究现状10-13
• 1.4.1 天然气成因类型10
• 1.4.2 天然气成因类型的鉴别10-13
• 1.5 研究内容13-14
• 第二章 西安地热水伴生天然气基础地质特征14-28
• 2.1 构造地质特征14-16
• 2.1.1 大地构造特征14-15
• 2.1.2 区域构造特征15-16
• 2.2 渭河盆地基底组成特征16-19
• 2.2.1 华北地台区地层17-18
• 2.2.2 秦岭褶皱系地层18
• 2.2.3 岩浆岩18-19
• 2.3 渭河盆地盖层19-23
• 2.3.1 第四系(Q)19-20
• 2.3.2 第三系(N)20-23
• 2.4 断层与盆地构造演化23-28
• 2.4.1 断层特征23-24
• 2.4.2 盆地构造演化24-28
• 第三章 西安地热水伴生富氦天然气分布特征28-35
• 3.1 伴生富氦天然气平面分布特征28-31
• 3.2 伴生富氦天然气含气层层位、深度和厚度31-35
• 3.2.1 地热井取水层位31
• 3.2.2 取水深度和厚度31-33
• 3.2.3 含气层层位33-35
• 第四章 西安地热水伴生富氦天然气地球化学特征与成因35-47
• 4.1 天然气样品采集与分析35-36
• 4.1.1 天然气采样井的选择35-36
• 4.1.2 天然气样品采集与分析36
• 4.2 地热水伴生富氦天然气地球化学特征36-40
• 4.2.1 天然气成分和含量36-38
• 4.2.2 天然气同位素地球化学特征38-40
• 4.3 地热水伴生富氦天然气成因40-47
• 4.3.1 氦气成因40-41
• 4.3.2 甲烷同位素判断41-44
• 4.3.3 CO_2碳同位素判断44
• 4.3.4 生物成因气44-45
• 4.3.5 热解气成因45-47
• 第五章 西安地热水伴生富氦天然气气源岩47-55
• 5.1 氦气源岩47-52
• 5.1.1 蓝田花岗岩体49-50
• 5.1.2 护关花岗岩体50-52
• 5.1.3 仁宗庙花岗岩52
• 5.2 甲烷气源岩52-55
• 5.2.1 生物成因甲烷气源岩52-53
• 5.2.2 热解成因甲烷气源岩53-55
• 结论55-57
• 参考文献57-60
• 攻读学位期间取得的研究成果60-61
• 致谢61

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