朱光有等:非常规同位素在石油地质学中的应用与油气地球化学新进展
2024-05-31 10:05:51   作者:   点击:4380   来源:中国石油学会

非常规同位素体系包括金属同位素(非传统稳定同位素)、卤族同位素和高维度稳定同位素(团簇同位素、三氧同位素、多硫同位素及分子内同位素)等,是目前地球科学发展最为迅猛的方向之一。近10年来,在新技术、新方法和新思路的引领下,油气地球化学与成藏学研究呈现出快速发展的势头,其中,非常规同位素技术被快速引入到石油地质学中,带动了一些关键地质问题的解决;随着U-Pb等同位素定年技术的成熟,成岩、成储、成藏年代学研究步入精准新时代;新的有机化学分析手段使得新化合物的发现成为可能。朱光有教授通过系统梳理近年来油气地球化学与成藏学的新进展,以期进一步拓展研究手段和视野,激发学科发展活力,为万米超深层油气、非常规油气和复杂油气藏的勘探与开发发挥更为重要的核心作用。相关研究认识刊登在《石油学报》第45卷第4期。

朱光有教授系统总结了非常规同位素体系的分馏机理、同位素示踪效果及其在石油地质学中的进展成果。对于烃源岩研究,Mo、U、Fe、Ni、Hg、Cu、Zn、Li、Mg、V等金属同位素及多硫同位素可有效揭示黑色页岩沉积时期古海洋环境的演化机制及其与生产力的耦合关系,重建环境与生命的协同演化过程,建立黑色页岩发育模式及成烃机制,明确万米深层优质烃源岩的分布规律。对于储层研究,Mg、Si、卤族(Cl、Br、I等)同位素、三氧同位素可为揭示白云石化流体或热液流体的演化和迁移路径、阐明白云岩成因机理和成储机制、预测碳酸盐岩有效储层、解决蒸发岩白云岩共生体系成因等研究提供理论依据。对于成烃成藏研究,同位素多指标综合参数体系(Hg、Mo、V、Mg等)、团簇同位素、特定位置碳同位素可为揭示油气的成因、来源和运聚成藏的精准时间、成储过程、盆地热演化史提供更多证据。相关研究认识刊登在《石油学报》第45卷第4期。

论述了传统稳定同位素、放射性同位素及有机化合物分析等油气地球化学研究新进展。以C、H、S等元素为主,传统元素的稳定同位素分析长期占据统治地位,形成了丰富多样的参数体系并有效应用于油气勘探与研究,其对油气的富集、演化、保存、油-气-源对比工作具有重要指导意义。Re-Os定年、U-Pb定年、40Ar-39Ar同位素测年、(U-Th)/He定年、Sm-Nd定年同位素综合方法分析结果可实现油气成藏年代学的精准定年。基于气相色谱飞行时间质谱(GC×GC TOF MS)技术、化学衍生法和傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)技术在地质体中发现了一系列新的有机化合物,其在油气地质学中存在不同的指示意义。

阐述了非常规同位素分析技术在石油地质学领域的极大应用潜力。非常规同位素技术在油气成烃、成储和成藏等地质关键问题中已得到初步应用,未来将会有更成熟的分馏机制和分析方法用于刻画优质烃源岩分布区,分析有效烃源灶成烃、成藏的耦合配置关系,评价有利的源-储-盖组合和勘探领域,落实油气资源潜力。随着非常规油气、万米深层油气等勘探领域的不断拓展和研究深度的加强,金属同位素、油气地球化学示踪等技术正发挥重要作用和价值。通过学科交叉与融合,推动万米深层油气勘探高速发展。

论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202404009

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附件:朱光有等:非常规同位素在石油地质学中的应用与油气地球化学新进展.pdf

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