朱光有等:非常規(guī)同位素在石油地質(zhì)學中的應(yīng)用與油氣地球化學新進展
2024-05-31 10:05:51   作者:   點擊:4365   來源:中國石油學會

非常規(guī)同位素體系包括金屬同位素(非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素)、鹵族同位素和高維度穩(wěn)定同位素(團簇同位素、三氧同位素、多硫同位素及分子內(nèi)同位素)等,是目前地球科學發(fā)展最為迅猛的方向之一。近10年來,在新技術(shù)、新方法和新思路的引領(lǐng)下,油氣地球化學與成藏學研究呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢頭,其中,非常規(guī)同位素技術(shù)被快速引入到石油地質(zhì)學中,帶動了一些關(guān)鍵地質(zhì)問題的解決;隨著U-Pb等同位素定年技術(shù)的成熟,成巖、成儲、成藏年代學研究步入精準新時代;新的有機化學分析手段使得新化合物的發(fā)現(xiàn)成為可能。朱光有教授通過系統(tǒng)梳理近年來油氣地球化學與成藏學的新進展,以期進一步拓展研究手段和視野,激發(fā)學科發(fā)展活力,為萬米超深層油氣、非常規(guī)油氣和復(fù)雜油氣藏的勘探與開發(fā)發(fā)揮更為重要的核心作用。相關(guān)研究認識刊登在《石油學報》第45卷第4期。

朱光有教授系統(tǒng)總結(jié)了非常規(guī)同位素體系的分餾機理、同位素示蹤效果及其在石油地質(zhì)學中的進展成果。對于烴源巖研究,Mo、U、Fe、Ni、Hg、Cu、Zn、Li、Mg、V等金屬同位素及多硫同位素可有效揭示黑色頁巖沉積時期古海洋環(huán)境的演化機制及其與生產(chǎn)力的耦合關(guān)系,重建環(huán)境與生命的協(xié)同演化過程,建立黑色頁巖發(fā)育模式及成烴機制,明確萬米深層優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布規(guī)律。對于儲層研究,Mg、Si、鹵族(Cl、Br、I等)同位素、三氧同位素可為揭示白云石化流體或熱液流體的演化和遷移路徑、闡明白云巖成因機理和成儲機制、預(yù)測碳酸鹽巖有效儲層、解決蒸發(fā)巖白云巖共生體系成因等研究提供理論依據(jù)。對于成烴成藏研究,同位素多指標綜合參數(shù)體系(Hg、Mo、V、Mg等)、團簇同位素、特定位置碳同位素可為揭示油氣的成因、來源和運聚成藏的精準時間、成儲過程、盆地熱演化史提供更多證據(jù)。相關(guān)研究認識刊登在《石油學報》第45卷第4期。

論述了傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素、放射性同位素及有機化合物分析等油氣地球化學研究新進展。以C、H、S等元素為主,傳統(tǒng)元素的穩(wěn)定同位素分析長期占據(jù)統(tǒng)治地位,形成了豐富多樣的參數(shù)體系并有效應(yīng)用于油氣勘探與研究,其對油氣的富集、演化、保存、油-氣-源對比工作具有重要指導(dǎo)意義。Re-Os定年、U-Pb定年、40Ar-39Ar同位素測年、(U-Th)/He定年、Sm-Nd定年同位素綜合方法分析結(jié)果可實現(xiàn)油氣成藏年代學的精準定年?;跉庀嗌V飛行時間質(zhì)譜(GC×GC TOF MS)技術(shù)、化學衍生法和傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICR MS)技術(shù)在地質(zhì)體中發(fā)現(xiàn)了一系列新的有機化合物,其在油氣地質(zhì)學中存在不同的指示意義。

闡述了非常規(guī)同位素分析技術(shù)在石油地質(zhì)學領(lǐng)域的極大應(yīng)用潛力。非常規(guī)同位素技術(shù)在油氣成烴、成儲和成藏等地質(zhì)關(guān)鍵問題中已得到初步應(yīng)用,未來將會有更成熟的分餾機制和分析方法用于刻畫優(yōu)質(zhì)烴源巖分布區(qū),分析有效烴源灶成烴、成藏的耦合配置關(guān)系,評價有利的源-儲-蓋組合和勘探領(lǐng)域,落實油氣資源潛力。隨著非常規(guī)油氣、萬米深層油氣等勘探領(lǐng)域的不斷拓展和研究深度的加強,金屬同位素、油氣地球化學示蹤等技術(shù)正發(fā)揮重要作用和價值。通過學科交叉與融合,推動萬米深層油氣勘探高速發(fā)展。

論文鏈接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202404009

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