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天然气地球化学及成藏研究常见的分析技术列表

已有 1066 次阅读 2025-11-30 15:20 |个人分类:地球科学|系统分类:教学心得

天然气地球化学及成藏研究(油气成因、运移、聚集、保存等)主要依赖一系列地球化学分析技术和方法,以下是目前主流且常用的技术,按研究阶段和目的分类汇总:

1. 基本有机地球化学分析技术(源岩与油气基础性质)

  • - 总有机碳含量(TOC)测定

  • - Rock-Eval 热解(S1、S2、S3、Tmax、HI、OI、PI 等参数)

  • - 镜质体反射率(Ro%)测定

  • - 干酪根显微组分鉴定(MAC)

  • - 干酪根碳同位素(δ¹³C_kerogen)

  • - 热模拟实验(金管、密闭体系、开放体系等)

2. 生物标志化合物(Biomarkers)分析技术

  • - 饱和烃气相色谱(GC-FID,全烃指纹)

  • - 气相色谱-质谱(GC-MS)常规生物标志物:

  •   - 正构烷烃、类异戊二烯烷(姥鲛烷、植烷)

  •   - 甾烷(C27-C28-C29、规则甾烷、重排甾烷、孕烷等)

  •   - 萜烷(三环萜、二环倍半萜、藿烷、伽马蜡烷等)

  •   - 芳烃(三芳甾烷、甲基三芳甾烷等)

  • - 气相色谱-串联质谱(GC-MS-MS)高精度甾萜分析

  • - 化合物特异性碳同位素(CSIA-Biomarkers):单体烃碳同位素

3. 油气源对比与成熟度精细判识技术

  • - 常规油-油、油-源对比(生物标志物指纹+碳同位素)

  • - 单体烃碳同位素(δ¹³C、正构烷烃、Pr/Ph、甾萜单体)

  • - 单体烃氢同位素(δD)

  • - 三维荧光光谱(油族分组)

  • - 芳烃参数(MPI、Rc 计算、DBT/DBF 等)

4. 天然气地球化学分析技术

  • - 天然气组分分析(C1–C7 + CO₂、N₂、He 等)

  • - 天然气碳同位素(δ¹³C₁–δ¹³C₄、δ¹³C_CO₂)

  • - 天然气氢同位素(δD_CH₄)

  • - 稀有气体同位素(³He/⁴He、⁴⁰Ar/³⁶Ar 等)

  • - 天然气轻烃指纹(C5–C7 化合物分布、庚烷值、异庚烷值等)

 5. 油气成因类型判识模板(常用图版)

  • - 甲烷碳同位素 + C1/(C2+C3)(Bernard、Faber、Whiticar 图版)

  • - δ¹³C₁ vs δD_CH₄(有机成因 vs 无机成因)

  • - δ¹³C_CO₂ vs δ¹³C_CH₄(热成因、菌气、CO₂ 还原等)

  • - C₂H₆ 的 δ¹³C 与成熟度关系(油型气 vs 煤型气)

6. 油气运移与次生蚀变研究技术

  • - 运移参数:25-降藿烷、Ts/Tm、C29 甾烷异构化参数等

  • - 生物降解评价(PM 等级、完整 n-alkane vs 25-降藿烷抗性)

  • - 热化学硫酸盐还原(TSR)识别:

  •   - 高 H₂S 含量、富 ³⁴S 的硫化物

  •   - 重 δ¹³C_CO₂、极轻 δ¹³C_CH₄

  •   - 二苯并噻吩(DBT)系列异常富集

  • - 水洗作用识别(水溶性芳烃丢失)

7. 油气藏保存条件与破坏过程研究

  • - 流体包裹体分析:

  •   - 均一温度(Th)、冰点温度

  •   - 激光拉曼成分分析(CH₄、CO₂、H₂S 等)

  •   - 单包裹体气液比、盐度

  • - 自生伊利石 K-Ar、Ar-Ar 定年(断裂活动期次、油气充注期次)

  • - 磷灰石/锆石裂变径迹(AFTA/AFT、ZFTA)热史恢复

  • - (U-Th)/He 定年(抬升剥蚀史)

 8. 非常规油气(页岩油气、致密气等)专项技术

  • - 高分辨率有机孔隙成像(氩离子抛光+场发射SEM)

  • - 纳米级 CT、三维重构

  • - 页岩可动油气含量评价(多温阶热解、溶剂抽提+2D-GC)

  • - 含气量测定(等温吸附+现场解吸)

9. 新兴前沿技术(近5–10年快速发展)

  • - 钻石烷、甲基金刚烷等笼状化合物(超高成熟度指示)

  • - 化合物特异性氮同位素(δ¹⁵N)

  • - 天然气中汞同位素示踪(源岩与运移)

  • - Orbitrap 高分辨质谱(超高精度分子组成)

  • - 机器学习+大数据油源对比与成因预测

综合常用技术路线总结(典型工作流程)

1. 源岩评价 → TOC + Rock-Eval + Ro + 干酪根类型  

2. 原油/天然气基础地球化学 → 全烃色谱 + 组分 + 碳同位素  

3. 生物标志物精细分析 → GC-MS、GC-MS-MS、单体碳同位素  

4. 油气源对比 + 成因类型判识 → 多参数图版  

5. 次生蚀变与保存条件评价 → TSR、生物降解、包裹体、定年  

6. 成藏期次与时间匹配 → 包裹体 + 伊利石定年 + 盆地模拟  



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1 王涛

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