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δ13C1，δ13C2和δ13C3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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1勘探历史与现状

1.2水溶气勘探研究现状

1.3富氦天然气勘探研究现状与论文研究意义

1.4天然气成因研究现状

1.4.1天然气成因类型

1.4.2天然气成因类型的鉴别

1.5研究内容

第二章西安地热水伴生天然气基础地质特征

2.1构造地质特征

2.1.1大地构造特征

2.1.2区域构造特征

2.2渭河盆地基底组成特征

2.2.1华北地台区地层

2.2.2秦岭褶皱系地层

2.2.3岩浆岩

2.3渭河盆地盖层

2.3.1第四系(Q)

2.3.2第三系(N)

2.4断层与盆地构造演化

2.4.1断层特征

2.4.2盆地构造演化

第三章西安地热水伴生富氦天然气分布特征

3.1伴生富氦天然气平面分布特征

3.2伴生富氦天然气含气层层位、深度和厚度

3.2.1地热井取水层位

3.2.2取水深度和厚度

3.2.3含气层层位

第四章西安地热水伴生富氦天然气地球化学特征与成因

4.1天然气样品采集与分析

4.1.1天然气采样井的选择

4.1.2天然气样品采集与分析

4.2地热水伴生富氦天然气地球化学特征

4.2.1天然气成分和含量

4.2.2天然气同位素地球化学特征

4.3地热水伴生富氦天然气成因

4.3.1氦气成因

4.3.2甲烷同位素判断

4.3.3 CO2碳同位素判断

4.3.4生物成因气

4.3.5热解气成因

第五章西安地热水伴生富氦天然气气源岩

5.1氦气源岩

5.1.1蓝田花岗岩体

5.1.2护关花岗岩体

5.1.3仁宗庙花岗岩

5.2甲烷气源岩

5.2.1生物成因甲烷气源岩

5.2.2热解成因甲烷气源岩

结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢