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不同成因的天然气由于形成温度不同，往往会有不同的稳定同位素特征。但是，由于经常不能同时获得天然气以及它的生成母体的同位素成分，很难用单独的C或H同位素成分来确定它的形成温度。在形成天然气时，不同的温度会形成不同的二元同位素的浓度，温度越低，二元同位素的比例越大，因此只需要知道天然气本身的二元同位素的浓度，就可以确定形成温度，从而避免了需要知道天然气生成母体的同位素成分这一难题。本文利用高级量子化学计算，预测了不同温度下天然气中甲烷和CO2气体的二元同位索（Clumped isotope）的特征，提供用于天然气成因分析的新方法。 相似文献
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不同成因的天然气由于形成温度不同,往往会有不同的稳定同位素特征.但是,由于经常不能同时获得天然气以及它的生成母体的同位素成分,很难用单独的C或H同位素成分来确定它的形成温度.在形成天然气时,不同的温度会形成不同的二元同位素的浓度,温度越低,二元同位素的比例越大,因此只需要知道天然气本身的二元同位素的浓度,就可以确定形成温度,从而避免了需要知道天然气生成母体的同位素成分这一难题.本文利用高级量子化学计算,预测了不同温度下天然气中甲烷和CO2气体的二元同位素(Clumped isotope)的特征,提供用于天然气成因分析的新方法. 相似文献
3.
天然气的同位素成分可以用来指导天然气的开采和评估.
近两年稳定同位素地球化学的一个新的突破是二元同位素方法的建立.美国加州理工大学John Eiler研究组的一系列开创性工作,标志着同位素地球化学的二元同位素时代的开始. 相似文献
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碳同位素动力学模拟及其在天然气评价中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
天然气碳同位素动力学模拟是国际油气地球化学界的前沿性研究方向。它和盆地沉积埋藏史、受热史结合起来,对于评价天然气的成因和成藏历史是一种新而且有效的手段,正逐渐为人们所接受。介绍了天然气形成的碳同位素动力学模拟,以及其在评价天然气的成熟度、气源、运移-聚集史和油气比研究等方面应用的新进展,充分展示了其具有良好的应用价值。天然气碳同位素特征不仅受母源、成熟度的影响,而且与运聚条件、沉积盆地增温速率有关。瞬时聚集气与累积聚集气在碳同位素特征存在明显差别。碳同位素分馏动力学模型在不同含油气盆地会存在差异,不仅取决于气源条件,还与运移-聚集史、沉积-构造史有关。中国叠合型盆地天然气藏成因复杂,具有多期、多源的特点,本研究对这类天然气的研究与评价提供了新思路。 相似文献
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松辽盆地南部长岭断陷下白垩统登娄库气藏的成分复杂、来源多样,其成因及来源的确定对进一步的油气勘探有指导意义。从天然气组分、同位素特征等方面入手,对长岭断陷下白垩统天然气组分特征、成因类型进行分析,并结合地质分析确定天然气来源。认为除长岭2号和长岭6号气田为二氧化碳气藏外,长岭断陷下白垩统以烃类气藏为主。依据稳定碳同位素特征判定,哈尔金构造天然气是同源不同期的煤成气,伏龙泉构造泉一、三段天然气为油型气,登娄库组天然气为混合气,双坨子构造天然气主要是混合气,大老爷府构造天然气为油型气;而二氧化碳气藏则为慢源无机成因气。烃类气藏中显著的稳定碳同位素倒转现象为天然气扩散残余导致。以天然气成因分析为基础,结合地质分析认为,营城组和沙河子组是该地区烃类气体的主要供烃源。 相似文献
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海洋天然气水合物氢氧同位素分馏初探 总被引：1，自引：0，他引：1
天然气水合物的形成会造成氢、氧同位素的分馏.在实验室合成研究中,利用天然海水 [(含 0.03%十二烷基硫酸钠 (SDS)]与甲烷气体反应,通过对水合物生成前后溶液中的 Cl-的质量浓度和氢、氧同位素组成的测定,研究了天然气水合物生成过程中氢、氧同位素的分馏情况.实验证明氢、氧的重同位素易于富集在水合物中,其在天然海水-甲烷体系中的分馏系数分别为 1.018～ 1.036和 1.003 4～ 1.006 3,这一分馏系数稍大于前人在纯水和 NaCl溶液中所测得的分馏系数. 相似文献
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在充分认识可能造成天然气中烷烃气碳同位素倒转原因的基础上,分别对川西坳陷构造变形强度不同的北段、中段、南段3地区天然气中烷烃气碳同位素倒转成因进行了分析。结果表明,构造变形强度相对较弱的北段与中段地区,烷烃气碳同位素倒转相对较少发生,倒转现象仅出现在须二段,北段烷烃气碳同位素倒转成因是同源不同期天然气混合,中段2类烷烃气碳同位素倒转成因分别是同源不同期天然气混合与不同成因天然气混合;构造变形强度相对较大的南段地区,烷烃气碳同位素倒转现象明显增多,中侏罗统、须四段与须二段都有倒转发生,中侏罗统与须四段倒转成因主要是同型不同源天然气混合,而须二段倒转成因则为天然气同源不同期混合。对川西坳陷烷烃气碳同位素倒转特征与构造变形强度的关系分析表明,构造变形强度对烷烃气碳同位素倒转有一定的影响,在构造变形强度相对较大的地区,构造变形对烷烃气碳同位素倒转的发生起了促进作用,使得该地区碳同位素倒转现象更为常见。 相似文献
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中国陆相成因天然气同位素组成特征 总被引：20，自引：3，他引：20
本文通过10个含油气盆地的160多个天然气样品,进行了甲烷碳、氢同位素分析,其结果可将天然气划分为五种类型,即生物气、生物-热催化过渡气、石油伴生气、凝析油伴生气和煤型气。其同位素组成与沉积盆地的沉积环境、有机质类型、热演化阶段和各种气藏形成的特征密切相关。通过对我国陆相成因天然气碳、氢同位素研究,探讨其同位素组成特征及其意义,从而为各种成因类型天然气的勘探开发提供了有益的信息。 相似文献
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碳同位素在油气地质研究中的应用和进展 总被引：5，自引：0，他引：5
稳定同位素地球化学是发展较快的学科之一,七十年代起被广泛应用于油气地球化学研究中。本文综述了碳稳定同位素在油气地质研究中的应用和进展,同些应用主要包括确定源油的形成环境与形成时代;进行油／油、油／源对比;判别天然气的成因类型关进行对比;判断天然气的成熟度。 相似文献
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团簇同位素指的是含有2个及2个以上的重同位素结合在一起形成的同位素体。团簇同位素的数值定义为同位素体的相对丰度偏离随机分布状态的程度。测量该相对丰度较低的同位素体需要高精度的质谱仪,难点在于利用同位素组成已知的参考气体和不同同位素组成的加热气体,以获得绝对参考体系下的数值。团簇同位素体的相对丰度非常低,但是具有非常独特的物理和化学性质。比如碳酸盐矿物中13C18O16O的丰度对温度具有敏感性,而与矿物的全岩同位素以及矿物形成时期的流体性质无关,因此可以利用测量的碳酸盐团簇同位素来获得矿物的生长温度,再利用矿物的氧同位素(δ18O),根据传统的氧同位素温度计原理,可以进一步获得矿物的生长流体(水)的氧同位素。目前,团簇同位素温度计已经在古气候(温度)重建、古高度恢复、碳酸盐岩的成岩作用以及甲烷的成因分析等方面得到了广泛应用。评估深埋高温过程引起的C-O化学键重置对碳酸盐团簇同位素的影响、测试仪器产生对团簇同位素的非线性误差校正、以及其他丰度更低的团簇同位素体或大分子的团簇同位素的测量,是下一步的研究方向。 相似文献
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煤岩及其主显微组份热解气碳同位素组成的演化 总被引：13，自引：2，他引：13
模拟实验是有机地球化学研究的重要组成部分 ,也是油气地球化学研究的重要手段。本文通过煤岩及其主要显微组分的热解成气模拟实验产物的组分和同位素组成分析 ,补充和完善了前人对煤岩热解气同位素组成分布的一些认识。同时 ,对比研究了煤型气与煤岩热解气的碳同位素分馏特征 ,结果表明两者具有良好的一致性 ,认为可以通过精细的热解模拟来提供不同含煤沉积盆地煤型气的判识指标 ,而模拟气与天然气碳同位素组成的对比 ,关键是对同位素分析资料的处理。在模拟系列产物碳同位素分析基础上 ,获得了单一成因来源天然气甲烷、乙烷碳同位素组成与演化程度之间的关系式以及演化过程中甲烷碳同位素之间的关系式 ,这些结果会对混源气的判识有重要意义。 相似文献
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Origin of natural gases and their differences between the eastern and western parts of central Tarim Basin 总被引：1，自引：0，他引：1
The origin of natural gases in central Tarim Basin is very complicated and there has been no definite conclusion in this aspect. Based on the results of systematic research on their composition and carbon isotopic characteristics, natural gases in central Tarim Basin are composed mainly of hydrocarbon gas, Ordovician natural gas with the characteristics of crude oil-cracking gas, and Carboniferous natural gas not only originating from kerogen cracking, but also from oil cracking. There are significant differences in composition and carbon isotope of natural gases between the eastern and western areas. The causes for the differences in geochemical characteristics of natural gases are presented as follows: different thermal evolution degrees of organic matter. Natural gases in the western region may have generated from the Middle- Upper Ordovician source rocks, and natural gases in the eatern region may be derived from the Cambrian source rocks, which entered into high to over mature stages; the gases migrated from west to east and caused the different compositional and carbon isotopic characteristics of natural gases; difference in the strength of thermal sulfate reduction between the eastern and western parts, with the reduction in the eastern part being stronger than that in the western part. 相似文献
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Kate J. Dennis Hagit P. Affek Daniel P. Schrag 《Geochimica et cosmochimica acta》2011,75(22):7117-7131
We present a revised approach for standardizing and reporting analyses of multiply substituted isotopologues of CO2 (i.e., ‘clumped’ isotopic species, especially the mass-47 isotopologues). Our approach standardizes such data to an absolute reference frame based on theoretical predictions of the abundances of multiply-substituted isotopologues in gaseous CO2 at thermodynamic equilibrium. This reference frame is preferred over an inter-laboratory calibration of carbonates because it enables all laboratories measuring mass 47 CO2 to use a common scale that is tied directly to theoretical predictions of clumping in CO2, regardless of the laboratory’s primary research field (carbonate thermometry or CO2 biogeochemistry); it explicitly accounts for mass spectrometric artifacts rather than convolving (and potentially confusing) them with chemical fractionations associated with sample preparation; and it is based on a thermodynamic equilibrium that can be experimentally established in any suitably equipped laboratory using commonly available materials.By analyzing CO2 gases that have been subjected to established laboratory procedures known to promote isotopic equilibrium (i.e., heated gases and water-equilibrated CO2), and by reference to thermodynamic predictions of equilibrium isotopic distributions, it is possible to construct an empirical transfer function that is applicable to data with unknown clumped isotope signatures. This transfer function empirically accounts for the fragmentation and recombination reactions that occur in electron impact ionization sources and other mass spectrometric artifacts. We describe the protocol necessary to construct such a reference frame, the method for converting gases with unknown clumped isotope compositions to this reference frame, and suggest a protocol for ensuring that all reported isotopic compositions (e.g., Δ47 values;
[Eiler and Schauble, 2004] and [Eiler, 2007]) can be compared among different laboratories and instruments, independent of laboratory-specific analytical or methodological differences. We then discuss the use of intra-laboratory secondary reference frames (e.g., based on carbonate standards) that can be more easily used to track the evolution of each laboratory’s empirical transfer function. Finally, we show inter-laboratory reproducibility on the order of ±0.010 (1σ) for four carbonate standards, and present revised paleotemperature scales that should be used to convert carbonate clumped isotope signatures to temperature when using the absolute reference frame described here. Even when using the reference frame, small discrepancies remain between two previously published synthetic carbonate calibrations. We discuss possible reasons for these discrepancies, and highlight the need for additional low temperature (<15 °C) synthetic carbonate experiments. 相似文献
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松辽盆地昌德气田天气气成因及成藏模式 总被引：4，自引：1，他引：3
通过对昌德气田中天然气的化学组分和碳同位素的分析发现,该区天然气的成因类型很复杂,既有有机成因天然气,又有无机成因天然气。昌德气藏和昌德东气藏中的天然气成因有一定的差别。昌德气藏中天然气重烃含量相对较低,出现重碳同位素和负碳同位素系列,可能有无机烃类气体的混入。昌德东气藏除有机成因的煤型气外,还发现有幔源成因的高纯二氧化碳气藏。非烃气体在纵向上的分布以登娄库组以下地层的营城组火山岩系地层含量最高。 相似文献
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松辽盆地昌德气田天然气成因及成藏模式 总被引：8，自引：0，他引：8
通过对昌德气田中天然气的化学组分和碳同位素的分析发现 ,该区天然气的成因类型很复杂 ,既有有机成因天然气 ,又有无机成因天然气。昌德气藏和昌德东气藏中的天然气成因有一定的差别。昌德气藏中天然气重烃含量相对较低 ,出现重碳同位素和负碳同位素系列 ,可能有无机烃类气体的混入。昌德东气藏除有机成因的煤型气外 ,还发现有幔源成因的高纯二氧化碳气藏。非烃气体在纵向上的分布以登娄库组以下地层的营城组火山岩系地层含量最高。在平面上高含量非烃气体的分布常与深大断裂的走向一致 ,主要为无机成因 相似文献
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Bongor盆地位于乍得境内的中非剪切带西北部,是中新生代重要的含油气盆地之一。笔者从Bongor盆地天然气组分组成及组分碳、氢同位素分析入手,综合运用常规有机地球化学分析方法,探讨了Bongor盆地不同构造单元天然气的成因及成熟度差异。分析认为,Bongor盆地天然气化学组成主要由烃类气体、非烃类气体和微量稀有气体组成,其中烃类气体属于生物热催化过渡带气、原油伴生气和凝析油伴生气等有机成因气,非烃气体主要包括无机成因的氮气、二氧化碳和氢气等。在天然气成因研究的基础上,笔者还开展了Bongor盆地烃类气体的组成及来源分析,包括气气对比和气源对比,研究认为,不同构造单元的烃类气体虽然组成相同,但相对含量略有差异,表明不同构造单元的天然气具有相似的母质来源：M组和P组的暗色泥页岩;但也不排除K组暗色泥页岩的生烃贡献。不同构造单元天然气烃类气体的成熟度差异较大,这是由于天然气源自不同层位烃源岩或同一层位烃源岩在不同演化阶段的生烃产物。 相似文献
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天然气的同位素组成受源岩有机质类型、热演化程度和成藏后的次生变化等多种因素的影响, 其单体烃同位素分布特征是区分各种因素影响程度的地球化学指纹.天然气单体烃同位素通常有随碳数增加而变重的趋势, 而徐家围子深层天然气单体烃同位素倒转现象却比较普遍, 高地温和细菌氧化对于造成该区同位素倒转的可能性不大, 浅层油型气或无机气的混合作用没有充分的地质证据, 同层有机质中不同类型气的混合和盖层微渗漏造成的蒸发分馏作用可能是导致徐家围子断陷深层天然气同位素倒转的主要原因. 相似文献
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Zhengrong Wang Edwin A. Schauble John M. Eiler 《Geochimica et cosmochimica acta》2004,68(23):4779-4797
Isotopologues of molecular gases containing more than one rare isotope (multiply substituted isotopologues) can be analyzed with high precision (1σ <0.1‰), despite their low natural abundances (∼ ppm to ppt in air), and can constrain geochemical budgets of natural systems. We derive a method for calculating abundances of all such species in a thermodynamically equilibrated population of isotopologues, and present results of these calculations for O2, CO, N2, NO, CO2, and N2O between 1000 and 193 to 77 K. In most cases, multiply substituted isotopologues are predicted to be enriched relative to stochastic (random) distributions by ca. 1 to 2‰ at earth-surface temperatures. This deviation, defined as Δi for isotopologue i, generally increases linearly with 1/T at temperatures ≤ 500 K. An exception is N2O, which shows complex temperature dependences and 10’s of per-mill enrichments or depletions of abundances for some isotopologues. These calculations provide a basis for discriminating between fractionations controlled by equilibrium thermodynamics and other sorts of isotopic fractionations in the budgets of atmospheric gases. Moreover, because abundances of multiply substituted isotopologues in thermodynamically equilibrated populations of molecules vary systematically with temperature, they can be used as geothermometers. Such thermometers are unusual in that they involve homogeneous rather than heterogeneous equilibria (e.g., isotopic distribution in gaseous CO2 alone, rather than difference in isotopic composition between CO2 and coexisting water). Also, multiple independent thermometers exist for all molecules having more than one multiply substituted isotopologue (e.g., thermometers based on abundances of 18O13C16O and 18O12C18O are independent); thus, temperatures estimated by this method can be tested for internal consistency. 相似文献
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The C and H isotopic compositions of the methane in more than 160 gas samples from 10 basins in China are presented in this paper.The natural gases are classified as four types: biogenic gas ,bio-thermocatalytic transitional gas, gas associated with condensate oil ,and coal-type gas. The isotopic compositions of these gases closely related to the depositional basins, the types of organic matter,the stages of thermal evolution and the genetic characteristics of different gas reservoirs.Studies of the C and H isotopic compositions of terrigenous natural gases will provide valua-ble information on the prospecting and development of natural gases of different genetic types. 相似文献