天然气地球化学数据的获取及应用
石油与天然气行业的勘探数据分析
石油与天然气行业的勘探数据分析石油与天然气是世界上最重要的能源资源之一，对于国家的经济发展和能源安全具有重要意义。
在石油与天然气行业中，勘探是一个关键的环节，通过对勘探数据的分析，可以帮助我们了解油气资源的分布情况、储量规模以及开发潜力，为决策者提供科学依据，推动行业的发展。
一、勘探数据的来源和类型石油与天然气的勘探数据主要来源于地质勘探工作，包括地质勘探、地球物理勘探、地球化学勘探等。
地质勘探主要通过地质调查、地质钻探等手段获取地质信息；地球物理勘探则利用地震波、重力、磁力等物理现象来探测地下油气资源；地球化学勘探则通过采集地下水、土壤、岩石等样品，分析其中的化学成分来判断油气资源的存在与分布。
勘探数据的类型多种多样，包括地质剖面图、地震剖面图、地球物理测井曲线、地球化学分析数据等。
这些数据反映了地下油气资源的地质特征、储量规模以及开发潜力，是进行勘探数据分析的重要依据。
二、勘探数据分析的方法勘探数据分析是通过对勘探数据的处理和解读，提取有用信息，揭示油气资源的分布规律和特征。
常用的勘探数据分析方法包括地质统计分析、地球物理解释、地球化学评价等。
地质统计分析是通过对勘探数据进行统计学处理，揭示油气资源的空间分布规律和储量规模。
常用的统计方法包括频率分析、变异系数分析、空间插值等。
通过这些方法，可以得到油气资源的概率分布图、储量预测图等，为勘探工作提供科学依据。
地球物理解释是通过对地球物理勘探数据的解读，揭示油气资源的地质特征和储集条件。
地球物理解释主要包括地震解释、测井解释等。
地震解释通过对地震剖面图的解读，确定油气层位、构造特征等；测井解释则通过对测井曲线的解读，确定油气层位、储集条件等。
这些解释结果对于勘探工作的进一步决策具有重要意义。
地球化学评价是通过对地球化学勘探数据的分析，揭示油气资源的存在与分布。
地球化学评价主要包括有机地球化学评价和无机地球化学评价。
有机地球化学评价通过对地下样品中的有机物质进行分析，判断油气资源的存在与类型；无机地球化学评价则通过对地下样品中的无机元素进行分析，揭示油气资源的来源和分布。
中国天然气地质与地球化学研究对天然气工业的重要意义
中 图分 类 号 ： ＴＥｌ ２ １ ２ ． 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｇ ｆｃ ｎ ｅ ｆ ｓ ｕ ｅ ｎ ｎ ｔ ｒ ｌｇ ｓ ｇ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｇ ｏ ｈ ｍ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎｉｉ ａ ｃ ｓｏ ｔ ｄｉｓ ｏ ａ ｕ ａ ａ ｅ ｌ ｇ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｒ ｆ ｒ ｎａ ｕ ａ ａ ｎ ｕ ｔ ｙ ｉ ｉ ｏ ｔ ｒ ｌｇ ｓ ｉ ｄ ｓ ｒ ｎ Ｃｈ ｎａ
中国天 然 气地 质 和 地球 化 学研 究对 天 然 气 工 业 的 重 要 意 义 主 要在 于 ：ｏ世 纪 ７ ２ ｏ年代 末提 出煤 系是 好 的 气 源 岩 ， 强调 煤 系 成 烃 以 气为 主 ， 油 为 辅 ， 辟 了煤 成 气 勘 探 新 领 域 ， 中 国 煤 成 气 储 量 从 其 前 仅 占天 然 气 总 储 量 ９ 提 高 到 目前 的 以 开 使
ｇｅ ｈ ｍ ｉｔｙ ａ ｅ：ｉ ｔ １ ７ ｏｃ ｅ ｓ ｒ ｒ ｎ ｈｅ ９ ０ｓ， ｉ ｔ ｗａｓ ｏ ｐｒ ｐｏｓ ｄ ｔ ａ ｃ ｌｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ｏｏ ｓ ｓ ｒ ｅ ｏｃ ａ ｄ ｈ ｔ ｈｅ ｏａ ｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ｈ ｔ ｏａ ａ ｕｒ ｂ ｇ ｄ ｇａ ｏｕ ｃ ｒ ｋｓ ｎ ｔ ａ ｔ ｃ ｌ ａ ｕｒ
油气地球化学学生实验报告
油气地球化学学生实验报告引言地球化学是研究地球构成和变化规律的一门学科，而油气地球化学则是地球化学在石油和天然气领域的应用。
本次实验旨在通过模拟石油勘探过程，了解油气地球化学的基本原理和实验方法。
实验目的1. 了解油气地球化学的基本原理和实验方法；2. 掌握油气地球化学实验中常用的仪器和设备；3. 实践分析和解读实验数据的能力。
实验装置与试剂1. 天平2. 热力学计算软件3. 石油气样品4. 其他常用实验仪器和试剂实验步骤及结果分析1. 样品采集：根据实际需求，我们选择了地下薄层油田作为样品来源，并进行了沉积岩分析和原始油分析。
2. 沉积岩分析：我们对样品进行了粒度分析，发现沉积岩颗粒主要为粉砂质，有利于石油的储集和运移。
3. 原始油分析：我们对原始油样品进行了密度、粘度和组分分析。
实验结果显示，该原始油密度较低，粘度适中，其中主要组分为烷烃，含有少量的环烷烃和芳香烃。
这些特性表明该原始油质量较好，具有较高的开采价值。
4. 油气地球化学公式计算：我们根据实验数据和热力学计算软件，利用油气地球化学公式进行了热力学参数计算和油气运移模拟。
通过计算结果，我们可以获得潜在石油储量、矿石成因、油与岩石的相互作用等重要信息。
5. 结果分析：通过对实验数据的分析，我们得出了以下结论：- 该地下薄层油田具有较高的潜在石油储量；- 石油在储集岩石中的运移主要受到孔隙度、渗透率和地应力等因素的影响；- 石油的运移过程中可能会发生油水分离、溶解和降解等反应。
实验总结通过本次实验，我们初步了解了油气地球化学的基本原理和实验方法。
实验过程中，我们运用了石油地质学、地球化学和热力学等知识，掌握了油气地球化学实验中常用的仪器和设备，并且通过实际操作和数据分析，加深了对油气地球化学的理论和应用的认识。
实验结果表明，油气地球化学在石油勘探和开发过程中起着重要的作用，能够为石油储量评估、资源开发和环境保护等方面提供有力支持。
致谢感谢实验室老师的悉心指导和同学们的支持与协助，使本次实验能够顺利进行。
地球化学分析在环境监测中的应用
地球化学分析在环境监测中的应用地球化学分析是一种重要的分析方法，可以通过对各种样品中各种元素和同位素含量的测定，为环境监测提供有力的支持。
它可以帮助我们了解环境中的污染物来源、分布以及其对生态系统和人类健康的影响。
本文将介绍地球化学分析在环境监测中的应用，并探讨其在环境保护中的重要性。
一、地球化学分析的基本原理地球化学分析是基于元素和同位素与环境介质相互作用的基本原理进行的。
常见的地球化学分析技术包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、质谱法等。
这些方法能够对样品中的微量元素进行准确的测定，并能识别出同位素比例的变化。
二、地球化学分析在环境监测中的应用1. 水体监测：地球化学分析可以帮助我们了解水体中各种污染物的浓度和分布。
通过分析水样中的重金属元素、有机物和稳定同位素等，可以判断水质的好坏，并为水体污染修复工作提供科学依据。
2. 大气监测：地球化学分析可以对大气中的污染物进行定量测定。
通过分析大气中的颗粒物、有机物和气态污染物等，可以评估大气污染的程度，并为空气质量改善提供可靠的数据支持。
3. 土壤监测：地球化学分析可以对土壤中的重金属、有机物和营养元素等进行测定。
通过分析土壤样品中的元素含量和同位素组成，可以判断土壤的污染程度和植物养分的供应情况。
4. 生物监测：地球化学分析可以帮助我们了解生物体内各种元素和同位素的含量。
通过分析生物样品中的微量元素、有机物和同位素等，可以评估生物体对环境污染的响应，并为生态系统保护提供重要的科学依据。
三、地球化学分析在环境保护中的重要性地球化学分析在环境保护中起着至关重要的作用。
首先，它可以帮助我们了解环境污染物的种类、来源和分布情况，为环境治理提供科学依据。
其次，地球化学分析可以对环境污染进行定量测定，从而评估污染程度，指导环境治理和修复工作。
最后，地球化学分析对于环境监测和预警具有重要意义，它可以帮助我们及时了解环境风险，采取相应的措施来保护生态环境和人类健康。
海上天然气勘探与开发中的数据分析与处理方法研究
海上天然气勘探与开发中的数据分析与处理方法研究引言：海上天然气勘探与开发在能源行业中具有重要地位，它不仅对能源供应和经济发展具有重大影响，还对环境保护和可持续发展提出了新的挑战。
随着技术的进步和数据的积累，数据分析与处理方法在海上天然气勘探与开发中的应用变得越来越重要。
本文将探讨海上天然气勘探与开发中常用的数据分析与处理方法，并重点研究其在优化勘探与开发过程中的应用。
一、海上天然气勘探数据分析与处理方法1. 数据获取在海上天然气勘探中，数据获取是第一步。
常用的数据获取方式包括地震勘探、测井和岩心分析等。
其中，地震勘探是最为常用的方法，通过测量地震波传播时间和能量变化，获取地下地质结构信息。
地震数据的处理包括地震数据质量控制、数据预处理和成像三个方面，采用了滤波、去噪和反演等技术方法。
2. 地下构造分析地下构造分析是海上天然气勘探中的关键环节。
通过利用地震数据，结合地球物理、地质学和地球化学等多学科知识，可以对地下构造进行分析。
常用的方法包括层析成像、反演和模拟等。
层析成像是一种基于地震波传播速度和相位信息的方法，可以实现对地下结构的三维成像。
反演方法通过将地震数据与已知地下模型进行比较，并通过最小二乘法来优化模型参数。
模拟方法则是根据已知参数和方程，通过计算机模拟地震波的传播和反射来推断地下结构。
3. 油气资源评估油气资源评估是对勘探区域内潜在油气资源进行定量评估的过程。
常用的方法包括资源量计算、概率统计和模拟仿真等。
资源量计算是根据已有数据和已知参数，通过统计学方法或模型求解，对油气储量进行量化估计。
概率统计方法则是通过收集和处理大量的样本数据，进行概率分析和推断，确定资源量的可靠性和置信度。
模拟仿真方法利用数学模型和计算机模拟技术，对勘探区域进行多次模拟，以获取不同参数下的资源量分布情况。
二、海上天然气开发数据分析与处理方法1. 油井产量预测油井产量预测是海上天然气开发中的重要环节，它对开发计划的制定和经济效益的评估具有重要影响。
地球化学在石油勘探中的应用
地球化学在石油勘探中的应用地球化学是研究地球化学元素在地球上的分布、循环和变化规律的学科。
在石油勘探中，地球化学技术是一种非常重要的工具，能够帮助勘探人员确定油藏的类型、评估石油资源和预测油田的开发潜力。
本文将介绍地球化学在石油勘探中的应用。
一、沉积岩中的有机质分析地球化学技术可以通过分析沉积岩中的有机质，确定有机碳含量、有机质成熟度和有机质类型等参数，从而判断沉积岩中是否具有形成石油和天然气的潜力。
通过对有机质的热解实验和热模拟实验，可以评估油源岩的成熟度，进一步推测石油的生成和运移过程。
二、地球化学勘探寻找石油和天然气地球化学技术可以通过分析土壤、岩石、地表水、地下水、矿泉水等不同介质中的石油和天然气示踪物，帮助确定潜在的油气藏。
通过研究这些示踪物的组合和特征，可以找到富集石油和天然气的区域，指导勘探人员开展准确的勘探工作。
三、地球化学技术在油藏评价中的应用地球化学技术可以通过研究油藏中的岩石、矿物和流体等样品，了解油藏的物理性质、化学特征和地质背景，对油藏进行评价和描述。
通过分析油藏样品中不同石油组分的比例和性质，可以判断石油的类型、质量和资源量，为石油开发提供重要依据。
四、地球化学技术在油田开发中的应用地球化学技术可以通过分析石油田中的油气示踪物和地层水的化学组成，了解石油田的产油机理、油藏补给方式和储量分布规律，为油田的有效开发和提高产能提供科学依据。
地球化学技术还可以帮助调查地下水对油气开发的影响和石油污染的防治措施。
五、地球化学技术在环境保护中的应用随着石油勘探和开采的不断深入，环境保护成为一个重要的问题。
地球化学技术可以通过分析地下水、土壤、沉积物和大气等介质中的石油污染物，了解石油的分布、迁移和转化规律，为石油污染的防治提供科学依据。
总结：地球化学技术在石油勘探中起到了至关重要的作用。
通过分析沉积岩中的有机质、勘探寻找石油和天然气、油藏评价和油田开发中的应用以及环境保护方面的应用，地球化学技术为石油勘探和开发提供了全方位的支持和指导。
石油天然气勘探地球化学勘探法
石油天然气勘探地球化学勘探法
地球化学勘探在油气藏分布地区，油气藏中的烃类及伴生物的逸散或渗透会使近地表形成地球化学异常。
利用地球化学异常来进行油气勘探调查，确定勘探目标和层位，这种方法称为地球化学勘探（简称化探）。
根据分析介质的差异，油气化探可分为气态烃测量法、土壤测量法和水化学测量法。
1.气态烃测量法
烃类中C1-C5因在近地表的温度、压力条件下呈气态存在，所以可用直接测量气体的办法来探测。
常用的方法是游离烃测量，即对土壤中采集到的游离状态的气态烃C1-C5进行色谱分析，依其烃类组成特征来寻找油气藏。
2.土壤测量法
针对土壤样品进行多指标分析、研究地下是否有油气存在。
包括酸解烃、蚀变碳酸盐、微量铀、碘测量等方法。
3.水化学测量法
利用盆地中的水介质携带有油气生成、运移的信息，来寻找地下的油气。
其主要分析指标包括C1-C5的浓度，苯系物和酚系物的溶解
度，水的总矿化度，水中U6+、Ⅰ-等无机离子浓度等。
此外还有细菌法，由于某些细菌对某种烃类（如甲烷、乙烷、丙烷）有特殊嗜好，所以在油气藏上方这些烃类相对富集区内，这些细菌大量繁殖。
通过采样进行细菌培养，可反映烃类异常区，用做寻找油气藏及评价含油气远景的重要指标。
实验二油气地球化学分析
实验二油气地球化学分析
实验目的：通过油气地球化学分析，了解石油和天然气的组成及相关特性。
实验设备：
1. 油气样品
2. 石油分析仪：用于分析样品中各组分的含量和性质，如闪点、凝点、蒸留范围等。
3. 气体分析仪：用于分析天然气样品的组成和性质，如甲烷含量、气体密度等。
4. 地球化学仪器：如质谱仪、红外光谱仪等，用于对样品进行进一步的成分分析。
5. 安全设备：如安全眼镜、手套、防护服等。
实验步骤：
1. 准备油气样品：从不同来源收集石油和天然气样品，保持样品的完整性和纯度。
2. 石油分析：使用石油分析仪，依次对样品进行闪点测定、凝点测定、蒸馏范围分析等。
3. 天然气分析：使用气体分析仪，对天然气样品进行甲烷含量分析、气体密度测定等。
4. 地球化学分析：使用地球化学仪器，对样品进行进一步的成分分析，比如使用质谱仪对石油样品中的各种化合物进行鉴定，使用红外光谱仪对样品中的官能团进行分析等。
5. 数据处理和分析：整理实验数据，并根据数据结果对样品的组成和特性进行分析和解释。
注意事项：
1. 实验过程中要注意安全，遵守实验室的相关规定，合理使用实验设备。
2. 样品的选择要代表性，能够反映石油和天然气的一般组成。
3. 在实验过程中要注意对实验设备的维护和校准，以保证实验结果的准确性。
4. 实验结束后要及时清理实验设备和实验场地，保持实验环境的整洁。
实验结果：
根据分析结果，可以得出石油和天然气的组成和特性，比如各组分的含量、闪点、凝点、蒸馏范围、甲烷含量、气体密度等。
这些数据可以用于石油和天然气的开发、利用和地质勘探等方面的研究和应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文章编号:167221926(2003)0120021209收稿日期:2003201216;修回日期:20032012271基金项目:国家“973”项目(2001CB 209100)与中国科学院重要方向项目(KZCX 22111)资助1作者简介:刘文汇(19572),男,甘肃靖远人,教授,博导,主要从事天然气地质学、地球化学研究1天然气地球化学数据的获取及应用刘文汇,刘全有,徐永昌,张殿伟(中国科学院兰州地质研究所气体地球化学国家重点实验室,甘肃兰州 730000)摘 要:天然气地球化学研究已成为天然气藏勘探开发的重要基础工作。
由于气源的混合性和天然气化学组成和同位素组成影响因素的多样性使得天然气藏的形成过程极为复杂,同时也给天然气地球化学研究带来了极大的困难和严格的要求,故而,获取精确的地球化学分析数据无论对科学研究还是对气藏的勘探开发来说都非常重要。
不同成因的天然气类型和同一源岩不同演化阶段生成的天然气具有不同的化学组份和不同的稳定同位素特征。
根据气体化学组份和稳定同位素特征可初步确定天然气的成因类型。
在天然气类型确定后,利用天然气碳同位素与R o 之间的关系式可以确定天然气的成熟度。
而系列碳同位素之间会存在差异,存在差异的原因可能是多种多样的。
稀有气体可作为判识天然气来源的一个辅助指标,用此指标可鉴别天然气中是否有深部气体的混入。
当确定天然气中无深部气体混入时,可利用40A r 36A r 比值对烃源岩的年代做出初步的估算。
应用地球化学参数在解释天然气形成特征时,必须结合实际地质背景进行。
关键词:天然气地球化学数据;样品采集;稳定同位素;稀有气体同位素;地球化学研究中图分类号:T E 12211+13 文献标识码:A 由于天然气组成相对简单,通常主要利用组分和同位素组成来确定其地球化学特征。
由于气体的同位素组成受成气母质同位素继承效应和其后各种地质历程的同位素动力学分馏作用的制约,故可以根据气体的同位素组成探讨成气母质类型、热演化程度、运移途径、不同气体的复合及可能的复合比例等。
由于气源岩的混合性和天然气化学组成和同位素组成影响因素的多样性,使得天然气的形成特征极为复杂。
在成岩作用早期,生物气主要是以甲烷为主,且∆13C 一般轻于-55‰～-60‰,生成深度通常浅于1000～1500m [1,2]。
在成岩作用早期,腐泥型母质形成的气体多与原油共生,而腐殖型母质形成的气体常与轻质油或凝析油伴生。
在成岩作用后期,通常由残余干酪根和油的热裂解形成气体[2,3]。
由于经历了“生油窗”和后生作用的高演化阶段,气体变得异常干,且同位素变重[4]。
这种热成因气要比生物气含有更高的C 2-5组份。
在高温阶段,由于C 2-5组份要比甲烷的稳定性差,从而导致了分子组成的变化。
虽然甲烷在热化学硫酸盐还原下可能会造到破坏[5],但甲烷在气藏中仍是稳定的。
在评价天然气生成、运移、成藏过程的复杂性和天然气气-源对比、气-气对比时,通常会引入天然气化学组份、气体稳定同位素和用于鉴别天然气来源与年代效应的稀有气体同位素方面的数据。
而用这些参数解释天然气藏形成过程时,往往因应用不当而出现误解,或者是建立的理论模型无法与实际地质背景相结合而产生歧义。
因此,为了获取和应用天然气地球化学参数,必须了解和理解天然气地球化学的基本理论。
1 天然气地球化学数据的获取数据是地球化学研究的基础。
科技论文只有注明数据来源和出处,从治学态度和方法上讲才算是严谨的。
实际上,不同实验室的不同仪器的测量精度通常会有差异,其结果和数据无疑也有差异,引用时的可信度当然也就不同。
众所周知,在讨论地球化学问题时,样品之间测定值的差值大于实验误差时才有实际意义。
可见,准确把握天然气地球化学数据的获取至关重要。
但是,许多论文并未报导数据误差范第14卷第1期2003年2月天然气地球科学NA TU RAL GA S GEO SC IENCE V o l .14N o.1Feb . 2003围,也不乏在无实际意义的变动范围内讨论其地学意义的论述见诸刊物。
此弊端必然祸及天然气地球化学研究。
样品分析结果的精度与所采样品的纯度和代表性以及样品运输、制备和分析过程有直接关系。
因此,首先必须把好取样关,其次必须重视严格的分析过程。
1.1 样品采集条件的选择在采集样品之前,必须了解钻井的生产情况,如试井、测试、清蜡、求产、关井再放、生产等。
同时,采样位置和采样容器也非常重要。
采样位置包括油管、套管和油气分离器。
天然气采样容器包括玻璃瓶、气囊和高压钢瓶等。
天然气样品采集条件与样品质量以及对应的有效分析结果见表1。
就高压钢瓶而言,采样气体的冲洗时间和样品压力直接影响样品质量。
一般情况下,冲洗时间大于20m in,样压大于1个兆帕(10个大气压)为佳。
表1 天然气样品采集条件及分析项目对应表采样条件最佳佳一般较差井况正常生产或试采试井放喷关井放喷关井或刚作业后采样位置油管单井分离器联合站套管采样容器高压钢瓶铝箔气囊同井液体封玻璃瓶盐水瓶分析项目所有项目除稀有气体同位素外稳定碳同位素112 样品分析及其结果表达目前国内外通常采用气相色谱法和质谱法来进行天然气气体组分化学分析。
气相色谱法是天然气中烃类组分分析的经典方法,质谱法对非烃气体及微量气体检测的精度较高。
天然气化学组成参数是研究天然气最基本的资料,可反映天然气成因、运移和混合方面的信息,也可为气源对比和综合利用提供重要依据,因此,对天然气组分分析的精度必须予以高度重视。
其实,在组分分析中,仪器的精确度差别较小,一般小于0.1‰。
分析精度的关键在于样品的质量。
通常,高压钢瓶气样具有较好的质量,无论是烃类气体样,还是非烃气体样和稀有气体样的分析结果,如地质参数,包括单组分丰度(A r%、H e%、CH4%、N2%、CO2%、H2%、C2+%和H2S%等)及其比值(C1 C2-3、C1 C1-5、i C4 n C4、C2 C3等)均可用作地球化学研究。
而饱和盐水瓶气样化学组成的代表性较差,除烃类组分及其比值分析结果可以应用外,非烃和稀有气体组成分析结果几乎无意义,特别是此类样品的N2、CO2和稀有气体的组分丰度结果无法用于地球化学研究,即就是烃类气体组成数据也应慎重使用。
在讨论天然气地球化学特征时,气体组分具有广泛的内涵,其对母质类型、成熟度、运移特征等均会有所反映,但是,目前有些研究者对组分测量这一较普及的工作颇不重视,不同单位的组分测量结果可比性常常较差。
故而,在应用组分值讨论气体地球化学特征时,应充分注意组分值的动态特点,因为天然气组分本身就可以有较大的变化。
况且,组分中的微量和痕量组分测量本身就允许有较大误差。
对组分数据的取得情况和误差也应有清晰的了解,例如使用相同分析条件的数据,一般可信度较大,再如干气数据,当C2、C3组分值都小于1%时,应慎待之,用二者组分比值相对较好。
烃类气体的同位素特征可较好地反映出天然气的成因类型、成熟度、运移、演化及气-源对比等对天然气勘探开发具有战略意义的信息。
对天然气中烃类气体的单体烃碳、氢同位素组成的分析,特别是对甲烷的碳、氢同位素的分析是国际上天然气分析研究中最主要的项目内容。
同时,CO2的碳同位素组成也具有重要的研究价值。
稳定同位素测定是利用质谱仪实现的。
天然气样品稳定同位素组成结果用∆值表示为:∆‰=(R样品 R标准-1)×1000其中R样品是样品测定的稳定同位素原子比值,R标准是标准物质的稳定同位素原子比值。
目前世界通用的碳同位素标准为PDB,氢同位素标准为S M OW。
就目前的分析精度来说,碳同位素的分析误差为±0.1‰,而氢同位素的分析误差为±2‰。
因此,天然气中碳同位素(∆13C n和∆13C CO2)数据的有效数字应只有小数点后一位(0.n‰),而氢同位素(∆D)数据只能为整数(n‰)。
只有在这些数据的基础上,才能进行有效的地球化学研究并获得有意义的结果。
另外,对于色-质联用仪在线测定烃类系列碳同位素时所给出的结果,应当慎重应用。
因为在分析过程中,仪器会自动给出所有组分的视数据,但只有在仪器要求的有效量程范围内数据才有效,量程之外的视数据为无效数据,后者不能用作地球化学研究,特别是在液态烃的单体烃碳同位素研究工作中,应用高碳数范围的同位素数据更应注意这一点。
稀有气体广泛分布于地球各圈层,自然界不同状态物质中均不同程度的赋存稀有气体。
大气中的氩丰度很高,但40A r 36A r比值较低,因此,进行稀有气体同位素分析的天然气样品,从野外采样到实验室检测的全过程中,减少和防止空气A r对样品22 天 然 气 地 球 科 学 V o l.14A r的污染始终是A r同位素准确测量的核心技术。
大气中氩的含量高达0.93%,氦含量为5.24×10-6,而一般天然气中氩的含量仅在n×10-4～n×10-5范围内,但氦的丰度分布范围很大,一般高于大气丰度。
另一方面,大气的40A r 36A r比值为295.6, 3H e 4H e比值为1.4×10-6,而天然气中3H e 4H e比值分布在n×10-5～n×10-9范围,如果样品中混入1%的大气,将使天然气中的氦氩同位素测定误差达100%,其结果完全失真。
气囊与盐水瓶样绝对不能进行氩同位素的分析,但如果样品放置时间较短,可以进行氦同位素分析,其准确性在同一量级范围(天然气中氦同位素组成可在5个量级内)。
实践研究表明,最严格条件下的排水取气样法所获样品的40A r 36A r值都是不准确的。
因此,进行稀有气体同位素分析的天然气样必须使用高压不锈钢或铝合金容器,钢瓶取样也必须严格用采样天然气冲洗5～10m in,再力争用所采气样在20个大气压条件下置换三次,保证空气污染小于10-4量级,并使样品的压力大于5个大气压。
由于仪器测量精度的缘故,天然气中氦同位素(3H e 4H e)数据表述为3位有效数字与量级之积(n×10n),而氩同位素(40A r 36A r)数据则表述为正整数(n)。
2 天然气化学组份特征在自然界中各种天然气是数种气体组份的混合物,天然气中常见的化学组份有甲烷、烷烃同系物、非烃气体(包括CO2、N2、SO2等)以及少量的稀有气体[2]。
因天然气的成因类型不同、源岩演化成熟度的差异以及其他来源化学组份的混入,造成天然气在化学组成上的很大差异。
一般,生物成因气以甲烷为主,甲烷丰度一般大于98%,重烃含量低于0.5%, C1 C2-5值一般在数百到数千以上。
热解气气体化学组份往往差异很大,成因类型不同,化学组份则不相同,一般煤型气甲烷含量较油型气高,高温裂解气干燥系数较热催化气高。