一種判識天然氣中CO₂成因和來源的方法及其應用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種判識天然氣中CO2成因和來源的方法及其應用。該方法包括步驟：采集天然氣樣本、測定碳同位素比值和氦同位素比值、建立判識指標體系判識天然氣中與稀有氣體伴生的CO2成因和來源，該判識指標體系為：R/Ra≤1且δ13CCO2≤?10‰，CO2多為殼源有機成因；R/Ra≤1且δ13CCO2≥?8‰，CO2多為殼源無機成因；R/Ra≤0.2且?10‰<δ13CCO2<?8‰，CO2多為殼源有機成因與殼源無機成因的混合；1≥R/Ra>0.2且?10‰<δ13CCO2<?8‰，CO2多為殼源有機成因與幔源無機成因的混合或殼源無機成因與幔源無機成因的混合；R/Ra>1，CO2多為幔源無機成因。
【專利說明】
一種判識天然氣中C〇2成因和來源的方法及其應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于油氣勘探技術領域，涉及一種非烴氣體co2有機、無機成因和來源的判 識方法，尤其涉及一種判識天然氣中co 2成因和來源的方法及其應用。
【背景技術】
[0002] 天然氣主要由烴類氣體、少量非烴氣體以及微量稀有氣體等組分組成。非烴氣體 co2是天然氣的重要組成部分，且其與烴類之間的關系十分密切。因此，開展非烴氣體〇)2的 成因及來源判識研究，對于全面認識天然氣的成因及來源，指導天然氣勘探和開發(fā)具有重 要意義。目前，關于非烴氣體co 2的成因和來源多以co2組分、同位素作為判識指標，并結(jié)合地 質(zhì)條件進行綜合分析研究，但這需要花費大量時間和精力。迄今為止，本領域尚缺乏對非烴 氣體co 2有機、無機成因及來源進行快速、準確、有效判識的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種判識天然氣中C02成因和 來源的方法，該方法能夠?qū)μ烊粴庵蟹菬N氣體co 2的有機和/或無機成因及來源進行快速、 準確的判識。
[0004] 為了達到前述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種判識天然氣中C02成因和來源的方法， 其包括以下步驟：
[0005] 采集天然氣樣本；
[0006] 測定所述天然氣樣本中C〇2的碳同位素比值S13Cc〇2;
[0007] 測定所述天然氣樣本中的氦同位素比值R/Ra;
[0008] 建立判識指標體系，判識所述天然氣樣本中C02成因和來源；
[0009] 其中，所述判識指標體系為：
[0010] R/Ra<l且S13CCQ2<-l〇%Q，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C〇2多為殼 源有機成因；
[0011] R/Ra<l且S13CCQ2彡_8%〇,則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體⑶2多為殼 源無機成因；
[0012] R/Ra<0.2且-10%〇〈613(：〇)2〈-8%〇，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體0)2 多為殼源有機成因與殼源無機成因的混合；
[0013] 1多R/Ra>〇.2且-10%。〈613(：〇)2〈-8%。，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體 C02多為殼源有機成因與幔源無機成因的混合或殼源無機成因與幔源無機成因的混合；
[0014] R/Ra>l，則所述天然氣中稀有氣體伴生的非烴氣體C02多為幔源無機成因。
[0015] 在上述方法中，所述天然氣包括天然蘊藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合 物。
[0016] 在上述方法中，所述天然氣包括但不限于油田氣、氣田氣、煤層氣、頁巖氣、泥火山 氣或生物氣等。
[0017] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述采集天然氣樣本的方法為:將高壓鋼瓶抽至H^Pa以 下，然后采集天然氣的中段氣流，直至所述高壓鋼瓶的氣體壓力為3_6MPa，得到天然氣樣 本。
[0018] 在上述方法中，所述高壓鋼瓶的最大工作壓力為15MPa。
[0019] 在上述方法中，優(yōu)選地，該測定所述天然氣樣本中C〇2的碳同位素比值δ13-2的方 法為:利用氣相色譜儀和同位素質(zhì)譜儀，或者氣相色譜同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀測定所述天然氣 樣品中C〇2的碳同位素比值S 13Cc〇2。
[0020] 在上述方法中，優(yōu)選地，該測定所述天然氣樣本中的氦同位素比值R/Ra的方法為： 將所述高壓鋼瓶與天然氣中稀有氣體制樣裝置相連，通過所述天然氣中稀有氣體制樣裝置 從所述天然氣樣本中分離出He，并將所述He送入稀有氣體同位素質(zhì)譜儀中，測定所述天然 氣樣本中的氦同位素比值R/Ra。
[0021] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述高壓鋼瓶為帶有雙閥和雙接口的高壓鋼瓶。
[0022] 在上述方法中，所述雙閥包括減壓閥和/或取樣閥。
[0023] 在上述方法中，優(yōu)選地，在所述采集天然氣樣本的步驟前還包括清洗高壓鋼瓶的 步驟；
[0024] 該步驟為將所述高壓鋼瓶抽至H^Pa以下，然后通過第一減壓閥連接所述高壓鋼 瓶上的第一接口向所述高壓鋼瓶內(nèi)通入天然氣進行反復沖洗。
[0025] 在上述方法中，在對所述高壓鋼瓶清洗數(shù)次后可以直接采集天然氣樣本。
[0026] 在上述方法中，所述高壓鋼瓶包括不銹鋼高壓鋼瓶等，但不限于此。
[0027]在上述方法中，所述高壓鋼瓶的容量為0.7-1.0L。
[0028] 在上述方法中，所述第一減壓閥通過連接管線與天然氣井口相連接，然后從該天 然氣井中獲得天然氣沖洗所述高壓鋼瓶，并采得上述天然氣樣本。
[0029] 在上述方法中，在所述采集天然氣樣本的步驟和/或所述清洗高壓鋼瓶的步驟中， 采用機械栗等真空栗將所述高壓鋼瓶抽真空，抽真空至H^Pa以下。
[0030] 在上述方法中，優(yōu)選地，該測定所述天然氣樣本中C02的碳同位素比值δ13α〇2的步 驟是將所述天然氣樣品經(jīng)所述氣相色譜儀分離出C0 2,然后送入所述同位素質(zhì)譜儀中進行 碳同位素的測定，并以含量多99.999%的高純C02為標準氣，計算所述天然氣樣品中C0 2的碳 同位素比值S13Cc〇2。
[0031] 在上述方法中，在所述測定碳同位素比值的步驟中，所述天然氣樣品的用量通過 所述微量進樣針控制，該用量為本領域常規(guī)用量。
[0032]在上述方法中，優(yōu)選地，在該測定所述天然氣樣本中C02的碳同位素比值δ13α〇 2的 步驟中，所述高壓鋼瓶的第二接口連接取樣閥，利用微量進樣針從該取樣閥取天然氣樣品， 并將天然氣樣品注入氣相色譜儀，經(jīng)過氣相色譜分離的c〇 2進入同位素質(zhì)譜儀，利用同位素 質(zhì)譜儀測定所述天然氣樣品中c〇2的碳同位素比值s13c C02。
[0033] 在上述方法中，優(yōu)選地，在該測定所述天然氣樣本中的氦同位素比值R/Ra的步驟 中，所述高壓鋼瓶的第二接口連接第二減壓閥，該第二減壓閥連接所述天然氣中稀有氣體 制樣裝置上的進樣口、薄膜規(guī)和微量進樣閥，并通過所述薄膜規(guī)和微量進樣閥控制進入所 述天然氣中稀有氣體制樣裝置的天然氣進樣量。
[0034] 在上述方法中，所述天然氣進樣量根據(jù)具體實施需要而定。
[0035]在上述方法中，在所述測定氦同位素比值的步驟中，采用所述天然氣中稀有氣體 制樣裝置凈化、除去稀有氣體以外的活性氣體，并進行稀有氣體的分離，分離出He。
[0036]在上述方法中，優(yōu)選地，在該測定所述天然氣樣本中的氦同位素比值R/Ra的步驟 中，所述天然氣中稀有氣體制樣裝置包括用于制備天然氣中稀有氣體的制樣裝置或天然氣 中稀有氣體痕量分析裝置，但不限于此。
[0037] 在上述方法中，所述用于制備天然氣中稀有氣體的制樣裝置或天然氣中稀有氣體 痕量分析裝置可以為本領域常規(guī)裝置。
[0038] 在上述方法中，所述測定碳同位素比值的步驟和所述測定氦同位素比值的步驟順 序可以根據(jù)實際操作而定。
[0039] 在上述方法中，優(yōu)選地，在所述清洗高壓鋼瓶的步驟中，所述反復沖洗的方法為： 利用天然氣反復沖洗4-6次，每次沖洗時間為10分鐘以上。
[0040] 在上述方法中，優(yōu)選地，該判識天然氣中C02成因和來源的方法還包括將所述判識 指標體系制成圖版，并根據(jù)所述圖版直觀判識所述天然氣樣本中C0 2成因和來源。
[0041] 在上述方法中，在所述建立判識指標體系的步驟中，所述殼源無機成因主要為巖 石熱化學分解成因。
[0042] 本發(fā)明還提供了上述判識天然氣中C02成因和來源的方法在天然氣勘探中的應 用。
[0043]本發(fā)明提供的上述判識天然氣中C02成因和來源的方法，能夠?qū)μ烊粴庵蟹菬N氣 體c〇2的有機和/或無機成因及來源進行快速、準確、有效的判識，這為深化天然氣成因和來 源研究、指導天然氣勘探提供了技術支持。且該方法具有可操作性強、分析快捷、可靠性高 等特點;將上述判識天然氣中c〇 2成因和來源的方法應用于天然氣勘探中，對于開展天然氣 成因和來源研究、指導天然氣勘探具有重要意義。
【附圖說明】
[0044] 圖1為實施例1-3判識天然氣中C02成因和來源的方法的流程圖；
[0045] 圖2為實施例1中根據(jù)C02有機、無機成因及來源的判識指標體系建立的圖版；
[0046]圖3為實施例1-3和驗證例1-3各天然氣田的天然氣或地質(zhì)脫出氣中C02成因和來 源的判識成果圖。
【具體實施方式】
[0047] 為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技 術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明可實施范圍的限定。
[0048] 實施例1
[0049] 本實施例提供了一種判識天然氣中C02成因和來源的方法，其按照以下步驟進行：
[0050] 采用克拉2天然氣田開采的天然氣作為研究樣本，按照圖1所示的流程進行檢測和 分析：
[0051] 選用容積為1L帶有兩個閥門和雙接口的不銹鋼高壓鋼瓶，在天然氣樣本采集前利 用機械栗將上述不銹鋼高壓鋼瓶抽真空至H^Pa以下；
[0052]將上述不銹鋼高壓鋼瓶的第一接口通過連接管線和第一減壓閥與天然氣井口相 連，利用天然氣反復沖洗上述鋼瓶4-6次，每次持續(xù)10分鐘以上，然后采集該天然氣的中段 氣流，直至所述鋼瓶的氣體壓力為3-6MPa，然后停止采樣，獲得待測天然氣樣本；
[0053]該采集天然氣樣本的高壓鋼瓶的第二接口與取樣閥相連，利用微量進樣針從所述 取樣閥處取適量天然氣樣品注入氣相色譜同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀中，所述天然氣樣品經(jīng)過氣相 色譜分離出天然氣中的c〇2,然后將該分離出的c〇 2送入相連的同位素質(zhì)譜儀中進行碳同位 素測定，以含量多99.999%的高純C02為標準氣，計算該天然氣樣品中C0 2的碳同位素比值 δ13〇χ?2，以國際碳同位素標準(PDB)計；
[0054]將采集有天然氣樣本的高壓鋼瓶的第二接口通過第二減壓閥依次與天然氣中稀 有氣體痕量分析裝置上的進樣口、薄膜規(guī)和微量進樣閥相連，然后通過所述薄膜規(guī)和微量 進樣閥控制天然氣樣本的進樣量，利用該天然氣中稀有氣體痕量分析裝置凈化、去除所述 天然氣樣本中除稀有氣體以外的活性氣體，并進行稀有氣體的分離，將分離的He送入稀有 氣體同位素質(zhì)譜儀中，測定該天然氣樣本中稀有氣體氦的同位素比值，以 3He/4He或R/Ra計； [0055]利用上述天然氣樣本中稀有氣體氦的同位素比值R/Ra與非烴氣體C02的碳同位素 比值S 13C〇)2兩項關鍵參數(shù)，建立C02有機、無機成因及來源的判識指標體系，依據(jù)所述指標體 系建立圖版，如圖2所示，并根據(jù)該圖版判識所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2 的有機、無機成因及來源；
[0056]所述判識指標體系為：
[0057] (1)當R/Ra彡1且δ13α〇2彡-10%。時，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體 C〇2-般多為殼源有機成因，如圖2的區(qū)域Α所示；
[0058] (2)當R/Ra彡1且δ13&〇2多-8%。時，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2 一般多為殼源無機成因，即一般主要為巖石熱化學分解形成的C02,如圖2D的區(qū)域所示； [0059] (3)當R/Ra彡0.2且-10%〇〈δ13(：α)2〈-8%。時，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴 氣體C02-般多為殼源有機成因與殼源無機成因的混合，如圖2的區(qū)域Β所示；
[0060] (4)當1彡R/Ra>0.2且-10%q〈S13Cc〇2〈-8% q時，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非 烴氣體c〇2多為殼源有機成因與幔源無機成因的混合或殼源無機成因與幔源無機成因的混 合，如圖2的區(qū)域C所示；
[0061] (5)當R/Ra>l時，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C02-般多為幔源無 機成因，如圖2的區(qū)域E所示；
[0062] 經(jīng)檢測分析，本實施例采用的克拉2天然氣田開采的天然氣的氦的同位素比值R/ Ra彡1，且其C02的碳同位素比值S13CCQ2<-10%q，如圖3中的區(qū)域A所示，因此，克拉2天然氣田 開采的天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2主要為殼源有機成因。
[0063]本實施例還采用迪娜2氣田開采的天然氣作為研究樣本，對所述迪娜2氣田開采的 天然氣樣本進行C02的碳同位素比值δ13&〇2及氦的同位素比值R/Ra的檢測;經(jīng)測定，該迪娜2 氣田開采的天然氣樣本中氦同位素比值R/Ra<l，且測得⑶ 2的碳同位素比值主要集中在δ 13CCQ2 < -10%〇的范圍中，如圖3中的區(qū)域Α所示，因此，該迪娜2氣田開采的天然氣中與稀有氣 體伴生的非烴氣體C02也為殼源有機成因。
[0064]本實施例中，實際克拉2天然氣田開采的天然氣和迪娜2氣田開采的天然氣中與稀 有氣體伴生的非烴氣體c〇2為殼源有機成因，這與本實施例提供的判識天然氣中c〇2成因和 來源的方法的判識結(jié)果與一致。
[0065] 實施例2
[0066] 本實施例提供了一種判識天然氣中C02成因和來源的方法，其按照以下步驟進行：
[0067] 采用塔中I號氣田開采的天然氣作為研究樣本，按照圖1所示的流程進行檢測和分 析：
[0068] 選用容積為0.7L帶有雙閥門和雙接口的不銹鋼高壓鋼瓶，在天然氣樣本采集前利 用機械栗將上述不銹鋼高壓鋼瓶抽真空至H^Pa以下；
[0069] 將上述不銹鋼高壓鋼瓶的第一接口通過連接管線和第一減壓閥與天然氣井口相 連，利用天然氣反復沖洗上述鋼瓶4-6次，每次持續(xù)10分鐘以上，然后將該鋼瓶抽真空至10- 4a以下，采集該天然氣的中段氣流，直至所述鋼瓶的氣體壓力為3_6MPa，然后停止采樣，獲 得待測天然氣樣本；
[0070] 該采集天然氣樣本的高壓鋼瓶的第二接口與取樣閥相連，利用微量進樣針從所述 取樣閥處取適量天然氣樣品注入氣相色譜同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀中，所述天然氣樣品經(jīng)過氣相 色譜分離出天然氣中的c〇 2,然后將該分離出的c〇2送入相連的同位素質(zhì)譜儀中進行碳同位 素測定，以含量多99.999%的高純C0 2為標準氣，計算該天然氣樣品中C02的碳同位素比值 δ13〇χ?2，以國際碳同位素標準(PDB)計；
[0071]將采集有天然氣樣本的高壓鋼瓶的第二接口通過第二減壓閥依次與天然氣中稀 有氣體痕量分析裝置上的進樣口、薄膜規(guī)和微量進樣閥相連，然后通過所述薄膜規(guī)和微量 進樣閥控制天然氣樣本的進樣量，利用該天然氣中稀有氣體痕量分析裝置凈化、去除所述 天然氣樣本中除稀有氣體以外的活性氣體，并進行稀有氣體的分離，將分離的He送入稀有 氣體同位素質(zhì)譜儀中，測定該天然氣樣本中稀有氣體氦的同位素比值，以 3He/4He或R/Ra計；
[0072] 然后根據(jù)實施例1建立的C02有機、無機成因及來源判識指標對本實施例天然氣樣 本測得的氦同位素比值R/Ra和C0 2的碳同位素比值S13CCQ2進行分析，本實施例測得R/Ra彡1， 且測得⑶ 2的碳同位素比值S13CCQ2>-8%。，如圖3中的區(qū)域D所示，因此，塔中I號氣田開采的 天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2主要為殼源無機成因，即為巖石熱化學分解形成 的 C02〇
[0073] 本實施例中，實際塔中I號氣田開采的天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體0)2主 要為殼源無機成因，這與本實施例提供的判識天然氣中C0 2成因和來源的方法的判識結(jié)果 與一致。
[0074] 實施例3
[0075] 本實施例提供了一種判識天然氣中C02成因和來源的方法，其按照以下步驟進行：
[0076] 采用阿克莫木天然氣田開采的天然氣作為研究樣本，按照圖1所示的流程進行檢 測和分析：
[0077] 本實施例采用實施例1的方法來對所述阿克莫木天然氣田開采的天然氣樣本進行 采樣，并對該天然氣樣本進行C02的碳同位素比值δ 13&〇2及氦的同位素比值R/Ra的檢測;然 后根據(jù)實施例1建立的C02有機、無機成因及來源判識指標對本實施例天然氣樣本測得的氦 同位素比值R/Ra和C0 2的碳同位素比值δ13&〇2進行分析;本實施例測得1多R/Ra>0.2,且測得 C02的碳同位素比值-10%?！?13(^)2〈-8%。，如圖3中的區(qū)域(：所示，因此，阿克莫木天然氣田開 采的天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2以殼源有機成因為主，存在部分殼源有機-幔 源無機混合成因或殼源無機成因與幔源無機成因的混合成因。
[0078]本實施例中，實際阿克莫木天然氣田開采的天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體 C02以殼源有機成因為主，存在部分殼源有機-幔源無機混合成因或殼源無機成因與幔源無 機成因的混合成因，這與本實施例提供的判識天然氣中C0 2成因和來源的方法的判識結(jié)果 與一致。
[0079] 驗證例1
[0080]本驗證例還采用塔河油田奧陶系天然氣田開采的天然氣作為驗證對象。塔河油田 奧陶系天然氣田開采的天然氣樣本中氦同位素比值R/Ra<l，且C02的碳同位素比值主要集 中在δ 13α〇0-8%。的范圍中，如圖3中的區(qū)域D所示，因此，該塔河油田奧陶系天然氣田開采 的天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2主要為殼源無機成因，即為巖石熱化學分解形 成的C02。
[00811本驗證例中，實際塔河油田奧陶系天然氣田開采的天然氣中與稀有氣體伴生的非 烴氣體c02主要為殼源無機成因，這與實施例1提供的判識天然氣中c02成因和來源的方法的 判識結(jié)果與一致。
[0082] 驗證例2
[0083] 本驗證例采用哈得遜油田天然氣田開采的天然氣作為驗證對象。哈得遜油田天然 氣田天然氣樣本中氦同位素比值R/Ra彡0.2,且⑶2的碳同位素比值主要集中在_10%〇〈δ 13CCQ2〈-8%。的范圍中，如圖3中的區(qū)域Β所示，因此，哈得遜油田天然氣田天然氣中與稀有氣 體伴生的非烴氣體C0 2主要為殼源有機成因與殼源無機成因的混合。
[0084]本驗證例中，實際哈得遜油田天然氣田天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體⑶2 主要為殼源有機成因與殼源無機成因的混合，這與實施例1提供的判識天然氣中c〇2成因和 來源的方法的判識結(jié)果與一致。
[0085] 驗證例3
[0086]本驗證例采用黃驊坳陷港西斷裂帶包裹體中非烴氣體⑶2的碳同位素比值δ13α 〇2 及氦同位素比值R/Ra對圖版進行驗證。黃驊坳陷港西斷裂帶包裹體中與非烴氣體0)2伴生 的稀有氣體氦的同位素比值R/Ra>l，樣品點落入如圖3中的區(qū)域E中，因此，黃驊坳陷港西斷 裂帶包裹體中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2為幔源無機成因。
[0087]本驗證例還分別采用了五大連池火山氣、蘇北黃橋、松遼萬金塔等地區(qū)天然氣中 非烴氣體⑶2的碳同位素比值S13CCQ2及氦同位素比值R/Ra對圖版進行驗證。五大連池火山 氣、蘇北黃橋、松遼萬金塔等地區(qū)天然氣中與非烴氣體C0 2伴生的稀有氣體氦同位素比值均 為R/Ra>l，樣品點均落入如圖3中的區(qū)域E中，因此，上述五大連池火山氣、蘇北黃橋、松遼萬 金塔等地區(qū)與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2均為幔源無機成因。
[0088]本驗證例中，實際黃驊坳陷港西斷裂帶包裹體中非烴氣體⑶2、五大連池火山氣、 蘇北黃橋、松遼萬金塔等地區(qū)與稀有氣體伴生的非烴氣體c〇2為幔源無機成因，這與實施例 1提供的判識天然氣中c〇 2成因和來源的方法的判識結(jié)果與一致
[0089]綜上所述，本發(fā)明提供的判識天然氣中C02成因和來源的方法，能夠?qū)μ烊粴庵蟹?烴氣體C02的有機和/或無機成因及來源進行快速、準確、有效的判識，這為深化天然氣成因 和來源研究、指導天然氣勘探提供了技術支持。且該方法具有可操作性強、分析快捷、可靠 性高等特點;將上述判識天然氣中C0 2成因和來源的方法應用于天然氣勘探中，對于開展天 然氣成因和來源研究、指導天然氣勘探具有重要意義。
【主權(quán)項】
1. 一種判識天然氣中c〇2成因和來源的方法，其包括以下步驟： 采集天然氣樣本;測定所述天然氣樣本中C〇2的碳同位素比值5130〇>2;測定所述天然氣 樣本中的氦同位素比值R/Ra;建立判識指標體系，判識所述天然氣樣本中C〇2成因和來源； 其中，所述判識指標體系為： R/Ra彡1且61:1(:\.<):<-丨0%?，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2多為殼源有 機成因； R/Ra<l且S13CCQ2多-8%。，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體⑶ 2多為殼源無 機成因； R/Ra彡0.2且-10%Q〈S13C〇)2〈-8%Q，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2多為 殼源有機成因與殼源無機成因的混合； 1彡R/Ra>0.2且-10%Q〈S13C〇)2〈-8%Q，則所述天然氣中與稀有氣體伴生的非烴氣體C0 2多 為殼源有機成因與幔源無機成因的混合或殼源無機成因與幔源無機成因的混合； R/Ra>l，則所述天然氣中稀有氣體伴生的非烴氣體C02多為幔源無機成因。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述采集天然氣樣本的方法為:將高壓鋼 瓶抽至H^Pa以下，然后采集天然氣的中段氣流，直至所述高壓鋼瓶的氣體壓力為3_6MPa， 得到天然氣樣本。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于： 測定所述天然氣樣本中C02的碳同位素比值513(：?)2的方法為:利用氣相色譜儀和同位素 質(zhì)譜儀，或者氣相色譜同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀測定所述天然氣樣品中C02的碳同位素比值 〇 ^C〇2； 優(yōu)選地，測定所述天然氣樣本中的氦同位素比值R/Ra的方法為:將所述高壓鋼瓶與天 然氣中稀有氣體制樣裝置相連，通過所述天然氣中稀有氣體制樣裝置從所述天然氣樣本中 分離出He，并將所述He送入稀有氣體同位素質(zhì)譜儀中，測定所述天然氣樣本中的氦同位素 比值R/Ra; 優(yōu)選地，所述高壓鋼瓶為帶有雙閥和雙接口的高壓鋼瓶。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述采集天然氣樣本的步驟前還包 括清洗高壓鋼瓶的步驟； 該步驟為將所述高壓鋼瓶抽至H^Pa以下，然后通過第一減壓閥連接所述高壓鋼瓶上 的第一接口向所述高壓鋼瓶內(nèi)通入天然氣進行反復沖洗。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于:測定所述天然氣樣本中C02的碳同位素 比值S13C〇) 2的步驟是將所述天然氣樣品經(jīng)所述氣相色譜儀分離出⑶2,然后送入所述同位 素質(zhì)譜儀中進行碳同位素的測定，并以含量多99.999%的高純C0 2為標準氣，計算所述天然 氣樣品中C〇2的碳同位素比值S13C CD2。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于： 在測定所述天然氣樣本中C02的碳同位素比值S13:C?)2的步驟中，所述高壓鋼瓶的第二接 口連接取樣閥，利用微量進樣針從該取樣閥取天然氣樣品，并將天然氣樣品注入氣相色譜 儀，經(jīng)過氣相色譜分離的C02進入同位素質(zhì)譜儀，利用同位素質(zhì)譜儀測定所述天然氣樣品中 C0 2的碳同位素比值513C ca; 在測定所述天然氣樣本中的氦同位素比值R/Ra的步驟中，所述高壓鋼瓶的第二接口連 接第二減壓閥，該第二減壓閥連接所述天然氣中稀有氣體制樣裝置上的進樣口、薄膜規(guī)和 微量進樣閥，并通過所述薄膜規(guī)和微量進樣閥控制進入所述天然氣中稀有氣體制樣裝置的 天然氣進樣量。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:在測定所述天然氣樣本中的氦同位素比值 R/Ra的步驟中，所述天然氣中稀有氣體制樣裝置包括用于制備天然氣中稀有氣體的制樣裝 置或天然氣中稀有氣體痕量分析裝置。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:在所述清洗高壓鋼瓶的步驟中，所述反復 沖洗的方法為:利用天然氣反復沖洗4-6次，每次沖洗時間為10分鐘以上。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:該判識天然氣中C02成因和來源的方法還包 括將所述判識指標體系制成圖版，并根據(jù)所述圖版直觀判識所述天然氣樣本中C0 2成因和 來源。10. 權(quán)利要求1-9任一項所述的判識天然氣中C02成因和來源的方法在天然氣勘探中的 應用。
【文檔編號】G01N30/02GK106053643SQ201610380415
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】王曉波, 李劍, 王東良, 李志生, 謝增業(yè), 馬成華, 王義鳳, 李謹, 王志宏, 田繼先, 馬衛(wèi), 郝愛勝
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司