天然氣分析

① 天然氣組成分析(氣相色譜法)

方法提要

將天然氣混合物試樣用氣相色譜分離成各個單體化合物，用火焰離子化檢測器檢測烴類物質，用熱導檢測器檢測非烴類氣體。採用內標法、外標法或色質鑒定法結合保留指數法進行組分定性，用外標法進行定量，以質量歸一化法計算出試樣中各組分的質量分數。

儀器和裝置

氣相色譜儀。具有分流(無分流)進樣系統、程序升溫系統、火焰離子化檢測器和熱導檢測器，並配備帶有儀器控制功能的色譜工作站或色譜數據採集與處理系統的計算機。

色譜柱。柱材料必須對氣樣中的組分呈化學惰性且無吸附性，填充物應對被檢測的組分達到滿意的分離效果。通常需要使用兩根色譜柱，一根吸附柱用來實現氧、氮和甲烷的完全分離，另一根分配柱用來有效分離二氧化碳和乙烷到戊烷之間的各組分，並對丙烷和隨後各組分分離完全。

試樣罐。

定量注射器1～10mL，50～100μL。

試劑和材料

標准氣含相關待測組分的系列混合標准氣，可採用國家二級標准物質。對於試樣中摩爾分數不大於5%的組分，標准氣中相應組分的摩爾分數應不大於10%，也不低於試樣中相應組分濃度的50%。對於試樣中摩爾分數大於5%的組分，標准氣中相應組分的摩爾分數應在試樣中相應組分濃度的50%～200%。

氮氣或氬氣純度不低於99.99%。

氦氣或氫氣純度不低於99.99%。

凈化空氣。

試樣准備

待分析的試樣必須在比取樣時的氣源溫度高10～15℃的溫度下達到平衡。如果有必要，還需要進行脫硫化氫處理。可在取樣時在吸樣瓶前連接一根裝有氫氧化鈉吸收劑(鹼石棉)的管子，以脫除硫化氫。

分析步驟

1)按照儀器操作規程打開氣相色譜儀的氣路和電路系統，啟動儀器，點燃氫火焰離子化檢測器。分離氧、氮和甲烷時用氦氣或氫氣作載氣;分離氦氣和氫氣時用氮氣或氬氣作載氣;分離乙烷和更重組分、二氧化碳時用氦氣或氫氣作載氣。在分析的全過程中，載氣流量應保持恆定，其變化應在1%以內。

2)根據所分析對象的性質和所用色譜柱的性能設置各項儀器工作條件。用空白分析方式檢查程序升溫過程中色譜基線的穩定性。

3)用混合標樣檢查儀器及色譜柱的性能，以保證儀器處於正常工作狀態，控制平行分析的相對誤差在5%以內。

4)用定量注射器量取50～500μL試樣，視試樣濃度情況，選擇分流或無分流進樣方式注入色譜儀氣化室，同時啟動計算機色譜工作站(或色譜數據處理系統)進行柱箱程序升溫(或恆溫)和數據採集與處理操作。

5)測定和計算各組分的峰高和峰面積。

6)氣樣和標氣的測定中，相應組分的檢測信號響應必須處於同一衰減水平。

化合物含量計算

1)戊烷和更輕組分。測量每個組分的峰高，按下式計算氣樣中i組分的濃度Y_i(%):

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:Y_si為標氣中i組分的摩爾分數，%;H_i為氣樣中i組分的峰高，mm;H_si為標氣中i組分的峰高，mm。

如果是在負壓下導入空氣作氧或氮的標氣，則按下式進行壓力修正:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:p_a為導入空氣的壓力，kPa;p_b為環境大氣的壓力，kPa。

2)己烷和更重部分。測量反吹的己烷、庚烷及更重組分部分的峰面積，並在同一色譜圖上測量正、異戊烷的峰面積。

計算反吹峰修正峰面積

己烷的修正峰面積A_c(C₆)的計算:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

庚烷及更重組分的修正峰面積A_c(C₇+)的計算:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:A_m為測量峰面積;(C₆)為己烷;(C₇+)為庚烷及更重部分;M(C₇+)為庚烷及更重部分的平均相對分子質量。

反吹峰濃度的計算

按下式計算己烷的濃度Y(C₆):

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

按下式計算庚烷及更重給分的濃度Y(C₇+):

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:Y(iC₅+nC₅)為氣樣中異戊烷和正戊烷的濃度之和，%;A(iC₅+nC₅)為氣樣中異戊烷和正戊烷的測量峰面積之和。

如果異戊烷和正戊烷的濃度已通過較小的進樣量單獨進行了測定，則不需再重新測定。

3)歸一化。將某組分的原始物質的量除以所有組分原始物質的量的總和，即為該組分的歸一化摩爾分數。所有組分原始含量值的總和與100%的差值不超過1.0%。

② 天然氣熱值怎麼做分析

您指的是天然氣熱值如何做檢測的意思嗎 ，你可以向燃氣公司提出查閱天然氣熱值檢測報告，應該是有的

③ 年天然氣供需形勢分析

一、國內外資源狀況

(一)世界天然氣資源狀況

截至2009年底，世界天然氣剩餘探明儲量為187.49萬億立方米(表1)，比上年增長1.0%。按當前開采水平，世界天然氣剩餘儲量可供開采年限為62.8年。資源主要集中在俄羅斯和中東地區。按地區來說，中東是世界上天然氣資源最豐富的地區，擁有76.2萬億立方米，佔世界的40.6%。從國度來看，俄羅斯天然氣探明儲量為44.38萬億立方米，佔世界儲量的23.7%，居世界第一位;伊朗天然氣探明儲量為29.61萬億立方米，佔世界天然氣儲量的15.8%，居第二位;卡達的天然氣儲量為25.37萬億立方米，佔世界儲量的13.5%，排名第三位。以上三國佔世界天然氣總儲量的53.0%(圖1)。同時，根據2009年度各國生產量計算，俄羅斯的剩餘可采年限為84.1年，是主要天然氣資源國中剩餘可采年限最長的。已有數據顯示，目前世界天然氣儲量基本保持增長態勢，但增幅不大，近10年的平均年增幅不超過3.0%。

圖1 2009年世界天然氣探明可采儲量分布

圖5 1984～2009年日本LNG到岸價格

2009年，管道天然氣價格也出現較大幅度的回落，全球四大天然氣交易中心統計數據顯示，其交易價格均出現不同程度的下降，其中，加拿大的亞伯達和美國的亨利中心價格下降幅度最大，基本回到2003年的水平。相比之下，歐盟的到岸價格下降幅度稍小些，主要是因為歐盟地區是天然氣進口大戶，缺口較大，能在一定程度上支撐價格基本面(圖6)。

圖6 1984～2009年世界天然氣價格

我國天然氣行業現行的定價政策以成本加成法為基礎。隨著天然氣行業的不斷發展，根據天然氣資源供不應求的現狀和市場結構的變化，天然氣定價政策幾經調整，基本呈現出在政府監管下市場定價的基本特徵，從考慮天然氣生產企業成本水平，又適當考慮市場用戶承受能力的角度出發，我國天然氣行業現行定價政策被概括表述為:以成本加成法為基礎，適當考慮市場需求的定價方法，出廠價為政府定價，天然氣管道輸送價格為政府指導價並採取老線老價、新線新價的定價政策。為了改變現有價格體系，政府已著手開展天然氣定價改革，改革方向是與國際接軌。

六、結論

(一)世界天然氣供需趨勢

世界天然氣的供應，從20世紀90年代至今，基本保持較為平穩的增長趨勢。全球能源需求量的不斷擴大、天然氣資源探明儲量的不斷增加，又給天然氣供應市場的發展帶來了新機遇。1990年，世界天然氣供應量只有19918億立方米，到2008年供應量已達到30607億立方米，增長53.7%，雖然2009年受金融危機影響，供應量有所下滑，但未來仍呈增長態勢。同時，在當前石油能源供應緊張的形勢下，天然氣的勘探與開發力度不斷加大，進一步促使天然氣在21世紀充當重要能源角色，使其供應量持續增長。

在需求方面，隨著全球能源需求量的不斷擴大，天然氣因其具有潔凈、環保等優勢，需求量一直保持穩步增長，成為能源消費結構中的重要角色。1990年，世界天然氣需求量只有19817億立方米，到2009年已達到29403億立方米。

在供需平衡上，天然氣一直較為平衡，例如，2009年世界天然氣有466億立方米富餘量。預計未來幾年內，天然氣的供需依然能保持平衡。

(二)我國天然氣供需趨勢

近幾年，我國天然氣的供應能力有所加強，天然氣的生產量和進口量都在不斷增加，2001～2009年，供應量年均增長率達到13.34%，增長勢頭較好。在需求方面，我國天然氣近幾年保持不斷增長的態勢，2001～2009年的年均增長率達到15.24%，2009年達到880億立方米。

從近10年的進出口情況看，我國的天然氣凈進口量在不斷擴大，進口方式有了擴充，特別是LNG進口有了較快的發展，2006年，LNG進口進入了一個新的紀元，與境外合作進入新的階段，2009年度我國LNG進口553萬噸，同比增長65.8%。管道天然氣進口也取得了突破，2009年12月14日，我國首條跨國天然氣管道———中亞天然氣管道投產，引自土庫曼等國的天然氣將達300億立方米/年。

天然氣消費區域繼續擴大。截至2009年底，我國已建成的天然氣管道長度達3.8萬千米，初步形成了以西氣東輸、川氣東送、西氣東輸二線(西段)以及陝京線、忠武線等管道為骨幹，蘭銀線、淮武線、冀寧線為聯絡線的國家級基幹輸氣管網;同時，江蘇LNG和大連LNG項目進展順利，浙江LNG項目獲國家核准，進口LNG資源不斷落實，形成了天然氣資源供應的新格局，天然氣消費市場擴展到全國30個省(自治區、直轄市)、200多個地級及以上城市。

從未來的能源消費結構及發展趨勢看，我國天然氣依靠本國生產供應的壓力較大，必須結合進口及境外開采等方式，來保障我國天然氣的供應平衡與市場穩定。從進口的源頭與方式上看，我國在近幾年有了新的突破，管道進口方面，與俄羅斯和中亞等國有了新的協議與合作，LNG進口方面，沿海地區接收站點建設步伐較快，發展勢頭良好，相信在未來的能源供應格局上可以起到促進全局合理化的作用，一方面拓寬沿海城市的資源供應方式，另一方面緩解遠途管道供應的壓力。

(余良暉)

④ 天然氣成因類型劃分及氣源分析

（一）無機與有機天然氣類型劃分

天然氣成因類型的判識主要依賴於天然氣的組分和碳、氫同位素組成，並以天然氣伴生的輕質油、凝析油、原油的輕烴地球化學特徵以及稀有氣體同位素組成為輔。腰英台地區的甲烷碳同位素明顯偏重，其δ¹³C₁＞30‰。據戴金星（1992），除高成熟和過成熟的煤型氣外，δ¹³C₁＞-30%。的均為無機成因的甲烷，因此利用CH₄（%）與δ¹³C₁（‰）圖可知（圖3-33），腰英台構造帶主要分布煤型氣區內，ChaS1井與YS1井（3466m）登婁庫組可能為無機成因甲烷氣或者少量的無機氣混入的有機氣，另外ChaSl井區的個別樣品介於無機氣與有機氣之間，從而表明此研究區有深部的無機氣混入，達爾罕構造帶以及雙坨子地區主要分布有機成因煤成氣，煤型氣與油型氣需要進一步的判識（張枝煥、童亨茂等，2008）。

圖3-33 無機與有機天然氣類型劃分

1—YS1（K₁d）；2—YS1（K₁yc）；3—YP1（K₁yc）；4—YP7（K₁yc）；5—YS2（K₁yc）；6—DB11（K₁yc）；7—D2（K₁yc）；8—DB33井區；9—ChaS1井區；10—雙—坨子地區

（二）有機烷烴氣體進一步鑒別

在有機成因的烷烴氣中，生物氣和裂解氣均具有高甲烷含量、低重烴含量的特點，它們的區別之一是生物氣甲烷碳同位素較低，而裂解氣的甲烷碳同位素值偏重，根據生物氣的一個良好鑒別標志δ¹³C₁＜-55%來看，長嶺斷陷天然氣均屬於裂解氣。從δ¹³C₁—1gC₁/C₂₊₃關系圖來看（圖3-34），腰英台構造帶與ChaS1井區的天然氣均屬於煤型氣，ChaS1井個別樣品明顯有無機氣的混入，為煤成氣與無機氣的混合氣。雙坨子地區與腰英台地區的天然氣組成特徵明顯存在差別，主要為原油伴生氣以及凝析油與原油伴生氣的混合氣，由此表明兩研究區的天然氣的氣源是不一致的，腰英台與達爾罕構造帶的天然氣主要為腐殖型乾酪根裂解氣，而非原油裂解氣（張枝煥、童亨茂等，2008）。

蘇聯學者Гуцадо（1981）從CH₄與CO₂共生體系碳同位素熱平衡原理出發，以世界上已有CH₄與CO₂共生體系中測得的δ¹³C_.和δ¹³Cco₂為依據，將自然界不同成因類型的CH₄與CO₂共生體系劃分為三個區，即Ⅰ區為無機成因區，Ⅱ區為生物化學氣區，Ⅲ區為有機質熱裂解氣區。根據圖3-35不難看出，研究區腰英台構造帶主要分布有機質熱裂解氣，YS1井與YS2井營城組天然氣個別樣品分布在無機氣的成因區域，大部分樣品介於有機質熱裂解氣區與無機成因氣區，達爾罕構造帶的天然氣主要為有機質裂解氣，因此腰英台構造區塊的天然氣極有可能存在混源特徵，可能有無機氣的混入，其混源單元還需要進一步的鑒別。

圖3-34 天然氣δ¹³C₁—lg（C₂+（C₃）關系圖

1—ChaS1井區；2—雙坨子地區；3—YS1（K₁yc）；4—YS1（K₁d）；5—YP1（K₁yc）；6—YP1（K₁yc）；7—YS2（K₁yc）；8—DB11（K₁yc）；9—DB33井區

圖3-35 CH₄與CO₂共生體系碳同位素分布圖

1—YS1（K₁d）；2—YS1（K₁yc）；3—YP1（K₁yc）；4—YP7（K₁yc）；5—YS2（K₁yc）；6—DB11（K₁yc）；7—D2（K₁yc）；8—DB33井區

（三）無機成因甲烷氣及識別標志

自然界烴類的大規模形成是有機－無機物質相互作用的結果，而現今油氣勘探都是在有機烴源發育的盆地中進行，有機和無機烷烴氣混合成藏使無機烷烴氣不如非烴氣易於識別。盡管如此，目前在許多裂谷盆地中發現了一系列可能的無機成因天然氣的聚集，說明無機成因油氣仍有一定的發展前景。

到目前為止，對無機成因烴類氣體的判斷主要依據有烴類氣體的組分、碳同位素、烷烴碳同位素系列、與烴類氣體伴生的非烴氣體、稀有氣體的含量及同位素以及地質背景綜合分析等方法。松遼盆地有無機成因CH₄的一些重要判別依據：

1.該區與無機CO₂氣藏等伴生的CH₄氣藏，有特高甲烷碳同位素及負碳同位素系列

在松遼盆地采送的與無機CO₂氣藏等伴生的甲烷碳同位素分析樣品，碳同位素值出現了大量的δ¹³C₁值大於－30‰，其中還有大量大於－20‰的樣品，並出現了大量負碳同位素系列樣品，且上述兩種特徵還同時出現在同一氣田（藏），顯示了無機成因烴氣的存在。

碳同位素是判識無機成因天然氣最直接的證據。我國許多地區如雲南騰沖縣澡塘河、四川甘孜縣拖壩、吉林長白山天池、內蒙古克什克騰旗熱水鎮以及國外許多地區如紐西蘭地熱區、東太平洋熱液噴出口、俄羅斯希比尼地塊岩漿岩、美國黃石公園等都發現了無機CH₄。這些地區的甲烷碳同位素雖然變化較大，但一般都大於30‰。

許多學者亦提出了鑒定無機成因CH₄的下限值，有的為大於－20‰，有的為－30‰。但必須指出的是不論哪一個值都不是劃分無機甲烷的絕對值，因為某些高（過）成熟的煤型CH₄也有顯示重碳同位素特徵的特點，因此在確定其成因時還需綜合考慮其他資料，如烷烴氣碳同位素系列、地質構造背景等。其中碳同位素系列是識別有機、無機烷烴氣最有效的手段之一。

有機成因的天然氣主要源於沉積物中分散有機質的分解。在生烴母質乾酪根熱降解生成烷烴氣的過程中，由於¹²C—¹²C鍵的鍵能低於¹²C—¹³C鍵，因此生物成因天然氣中CH₄及其同系物的碳同位素組成具有隨碳數的增大而變重的分布特徵，即δ¹³C₁＜δ¹³C₂＜δ¹³C₃＜δ¹³C₄正碳同位素系列。這種分布特徵幾乎存在於所有有機成因的天然氣藏，並被有機質熱解成烴的模擬實驗和理論推導所證實。而對於無機成因的烷烴氣來說，重烴氣含量很少，而且主要是由甲烷通過放電作用聚合形成的。在由CH₄聚合形成高分子烴類或CO加氫合成烴類的過程中，由於¹²C—¹³C鍵的鍵能低於¹²C—¹²C鍵，使¹²C隨分子量的增加而逐漸富集，從而形成甲烷同系物的碳同位素組成與有機成因的同位素系列正好相反，即形成δ¹³C₁＞δ¹³C₂＞δ¹³C₃負碳同位素系列。如前面提到的俄羅斯希比尼地塊與岩漿岩有關的天然氣中δ¹³C₁為3.2‰，δ¹³C₂為9.1‰，δ¹³C₃為16.2‰；美國黃石公園泥火山氣的δ¹³C₁為21.5‰，δ¹³C₂為26.5‰。

徐家圍子斷陷在昌德、汪家屯、肇州以及朝陽溝等地區及腰英台氣田均發現了甲烷碳同位素異常和負碳同位素系列，表明該區有無機烴類氣體存在。汪家屯地區W a903井甲烷碳同位素最重達12.22‰，而乙烷的碳同位素為22.99‰；昌德地區表現的最為明顯，FaS1、FaS2等井多個氣樣顯示負碳同位素系列，且甲烷碳同位素偏重。從這些氣樣組分來看，乾燥系數

一般都在0.98以上，顯得很乾，也與無機成因烷烴氣的特徵相似。

此外，也有學者提出負碳同位素系列並不是判斷無機成因烴類氣體最可靠的標志，由兩種不同成因天然氣混合，或由天然氣的擴散引起同位素分餾均可造成這種現象的出現。以往的研究認為混合作用形成甲烷至丁烷碳同位素的完全反序排列可能性不大，但最近的同位素數值模擬研究結果表明，兩種碳同位素正序排列的天然氣，混合後可以得到碳同位素完全反序排列的天然氣，但要求混合的兩個端元的天然氣必須具有不同的成因或來源，或它們是明顯不同演化階段的產物。從徐家圍子地區的地質條件和同位素特徵來看，很難用兩種有機成因的氣混合加以解釋，因為要得到FaS1、FaS2那樣重的甲烷負碳同位素系列，要求具有有機成因天然氣甲、乙、丙碳同位素為15‰，－14‰，13‰相當的天然氣存在，而這種天然氣無法與有機質演化的任一階段相對應，在徐家圍子地區也未發現具這種特徵的天然氣。因此，混合作用不能合理解釋該區存在的負碳同位素系列。

2.在該區火山岩的原生流體包裹體中發現CH₄

地球深部流體的性質和成分是當前國內外學術界爭論的熱點課題。火山噴發物中含有大量的非烴氣體、少量烴類氣體、稀有氣體以及沿一些深大斷裂帶及地震期前後有烴類氣體、CO₂和稀有氣體釋放已是公認的事實。近年來對火山岩及其地幔岩流體包裹體的研究進一步揭示其流體相主要為H₂O、CO₂、CH₄、N₂、H₂、H₂S及一些稀有氣體。地幔物質及其所含流體在橫向和縱向上分布也是極不均勻的，如河北大麻坪尖晶石二輝橄欖岩幔源岩氣體包裹體中還原性氣體含量高達68.0%～93.4%，而山東棲霞大方山二輝橄欖岩樣品中還原性氣體為8.5%～39.3%。有學者研究了我國華北地區地幔岩的分布，認為地球深部由上到下依次為尖晶石二輝橄欖岩、尖晶石－石榴石二輝橄欖岩和石榴石二輝橄欖岩，分別代表岩石圈地幔和軟流圈地幔。其中石榴石二輝橄欖岩中的H₂和CH₄的含量最高，而尖晶石二輝橄欖岩含H₂和CH₄相對較低，因而認為地球深部不同圈層可能孕育有不同性質和類型的天然氣，由淺至深有H₂O→CO₂→CH₄、H₂富集的趨勢，其中莫霍面附近可能是CO₂的聚集帶，岩石圈與軟流圈界面附近可能是烴氣的富集帶，而H₂可能有更深的來源。

在該區非氣層段火山岩中採集的火山岩流體包裹體，普遍有較高含量的無機烴氣，證實無機成因烴類氣體對該區氣藏的貢獻不容忽視。從徐家圍子地區岩漿火山岩流體包裹體氣液相成分來看，岩漿成分由基性變為酸性時，CO₂有從少變多的趨勢，CH₄的變化趨勢正好相反，因此上述研究成果及推斷可能是正確的。在長嶺達爾罕及腰南構造，在DB11 井的4017～4120m井段的基性岩中發現大量含CH₄的氣液相包裹體，其中CH₄的最高含量可達到31.9%，該層測試產純CH₄，而在相鄰的DS2井3670～3780m的酸性流紋岩中，產出以CO₂為主的氣藏，在該層中發育大量含CO₂的氣液相包裹本。

3.在該區發現大量示指深部低氧逸度環境的伴生氣體

在松遼盆地，已發現部分高含H₂及CO、H₂S氣的氣藏，反映該區地殼深部存在低氧逸度環境，有利於甲烷的生成。無機成因氣中低氧逸度組分往往構成共生組合，如DB11井營城組玄武岩段，H₂含量達6%,H₂S含量達（30～50）×10^-6，與CH₄共生。其各項同位素指標均反映這些組分源自無機成因，證實深部存在低氧逸度的大地構造環境。

4.從地質背景綜合分析方法證實應當存在無機成因甲烷

一般認為，某些高（過）成熟的煤型甲烷也有顯示重碳同位素特徵的特點，並經不同成因天然氣混合，或由天然氣的擴散引起同位素分餾可造成負碳同位素系列。因此，在一些不含煤系的地區，如部分烴類氣藏的δ¹³C₁出現明顯偏重，且出現負碳同位素系列，但周緣未發現明顯的煤系烴源岩，可以確定存在較大規模的無機甲烷供給。

無機CO₂與甲烷的共生，在各類有機烴類成藏條件差別不大的情況下，在局部地區出現特高、特大的氣藏，或在有機烴類氣體供給很少的區帶，在圈閉中發現大量甲烷，揭示存在無機成因甲烷的供給。

以腰英台—達爾罕斷凸帶為例，該帶已鑽達基岩頂面的D2、DBIl井揭示，經二維、三維地震資料標定，該區周鄰不存在煤系源岩，其它方向有機烴源的運移供給路線也很長。但在腰英台深層氣田，發現富含CO₂（含量15%～24%），以CH₄為主（76%～85%）的氣藏，也存在甲烷重碳同位素和碳同位素反向序列。在YS1、YS101、YS102、ChaS1、ChaS1-1、ChaS1-2、ChaS1-3井揭示大型腰英台氣田，探明天然氣地質儲量達（600～700）×10⁸m³的情況下，周圍的ChaS2、D2、YN1井卻僅發現了CO₂氣，未發現烴類聚集。這些表明腰英台深層氣田有天然成因甲烷的混人。

由於岩石圈地幔及地殼深處廣泛存在C、H、O、N等元素，無機成因天然氣的主要組成是CO₂，其次是CH₄及N₂等，無機成因氣藏也是以CO₂為主，含部分CH₄、H₂、N₂、CO₂等組分。在無機成因的甲烷氣苗中，甲烷含量一般在5%～30%，但即使是這種較低含量，無機成因甲烷供給量也遠大於有機成因甲烷供給量。1979年Welham等指出，東太平洋北緯21°處中脊噴出的熱液（400℃）中，含氫氣、甲烷的氦，δ¹³C₁值為17.6‰～－15‰，R/Ra約為8，說明這些氣體是幔源的。該處噴出的H₂的體積濃度為10%，每年噴出H₂和CH₄分別為12×10⁸m³和1.6×10⁸m³，如果以此噴出速度，即使僅按照與火山熱事件的地質歷史100萬年來計算，該處噴出的H₂和CH₄即可達到1200×10¹²m³、160×10¹²m³，也遠遠大於有機物的生烴量。由此也可見，CO₂的供給量是何等驚人。

同時在沉積蓋層的深埋壓實條件下，CO₂易於與地殼中碳酸鹽岩、鹼性岩類發生反應，並大量溶解於水中，而產生大量的損耗。而在地殼沉積蓋層的溫度、壓力條件下，CH₄則有相對的化學穩定性，在CO₂逃逸和散失量很大的條件下，無機成因CH₄常可以形成相對富集，甚至形成無機成因甲烷為主的天然氣藏。

（四）煤型氣與油型氣的鑒別

確認天然氣屬於煤型氣還是屬於油型氣，對於追溯、對比烴源岩起著重要作用，目前最為常用的參數是乙烷或丙烷碳同位素。YS1井登婁庫組天然氣δ¹³C₂為－24.7‰，為典型的煤型氣，YS1井營城組天然氣δ¹³C₂為－26.4‰～－26.5‰，DBIl-1井與DBl1-2井營城組天然氣δ¹³C₂為－26.1‰～－28.7‰，均為煤型氣和油型氣混合氣區，DB33-9-3井天然氣的δ¹³C₂為－29.3‰，也接近煤型氣和油型氣混合氣區，按照δ¹³C₂值－29%。為界限，長嶺斷陷天然氣為高成熟的煤型氣。

1.「V」型鑒別圖（δ¹³C₁-δ¹³C₂-δ¹³C₃）

考慮到甲烷、乙烷與丙烷三者碳同位素的綜合信息，在δ¹³C₁—δ¹³C₂δ¹³C₃相關圖上（圖3-36），利用烷烴成因天然氣碳同位素系列數據，能夠鑒別不同成因的有機天然氣。其中Ⅰ區為煤型氣，Ⅱ區為油型氣，Ⅲ區為混合型氣，Ⅳ區為深層混合氣（戴金星，1992；顧憶等，1998）。從圖3-36可以看出，腰英台構造帶與達爾罕構造帶的天然氣主要分布在碳同位素倒轉區以及煤型氣和油型氣或者深層氣的混合氣區，而且天然氣的成熟度明顯偏高，DBll井的天然氣可能有少量的油型氣混入，雙坨子地區的天然氣主要為煤型氣與油型氣，由此表明，雙坨子構造帶的天然氣的特徵明顯不同於上述兩個構造帶，腰英台與達爾罕構造帶的天然氣明顯具有多源的性質，而且可能混有深部的無機氣，造成其甲烷的同位素明顯偏重，導致其烴類組分的同位素發生倒轉。

2.δ¹³C₂-δ¹³C₁圖

通過利用δ¹³C₂值的大小將天然氣劃分為煤型氣、油型氣以及煤型氣與油型氣的混合氣區，再通過δ¹³C₁受熱演化程度的差異將天然氣劃分為未熟、低熟，成熟、高熟以及過成熟五個階段，可以很好地將天然氣中煤型氣與油型氣類型分開，從圖3-37可以看出，腰英台與達爾罕構造帶的DB33-9-3、DB33-5-5、DB11井以及ChaS1井的個別樣品可能為高過成熟的煤型氣與油型氣混合氣，而其餘樣品天然氣均為高過成熟的煤型氣，雙坨子地區的天然氣成熟度略低，分布油型氣或煤型氣，不同於腰英台與達爾罕構造帶的天然氣的特徵。

圖3-36 天然氣δ¹³C₂-δ¹³C₁不同成因類型圖

1—ChaS1井區；2—雙坨子地區；3—YS1（K₁d）;4—YS1（K₁yc）；5—YP1（K₁yc）；6—YS7（K₁yc）;7—YS2（K₁yc）;8—D2（K₁yc）;9—DB11（K₁yc）；10—DB33井區

圖3-37 天然氣δ¹³C₂—δ¹³C₁不同成因類型圖

1—ChaS1井區；2—雙坨子地區；3—YS1（K₁d）；4—YS1（K₁yc）；5—YP1（K₁yc）;6—YP7（K₁yc）,7—YS2（K₁yc）;8—D2（K₁yc）;9—DB11（K₁yc）;10—DB33井區

3.C₁/C_1-5與δ¹³C₁圖

利用乾燥系數（C₁/C_1-5）與δ¹³C₁同樣也可以判識天然氣類型.對於煤型氣與油型氣在不同的演化階段過程中，其乾燥系數與δ¹³C₁存在一定的對應關系，對於成熟度高的油型氣與煤型氣，其乾燥系數與δ¹³C₁必然很高，圖3-38中A1、B1、C1、D1、E1為煤型氣演化階段，界限由虛線表示，A2、B2、C2、D2、E2為油型氣演化階段，界限為由實線表示。通過圖3-38可以看出，腰英台構造帶與達爾罕構造帶的營城組與登婁庫組的天然氣主要分布在高成熟的煤型氣與油型氣區，雙坨子地區天然氣具有煤型氣與油型氣的混合特徵，明顯不同於兩構造帶的天然氣特徵。

圖3-38 利用C₁/C_1-5與δ¹³C₁圖判別不同類型烷烴氣體

1—ChaS1井區；2—雙坨子地區；3—YS1（K₁d）;4—Ys1（K₁cy）；5—D2（K₁cy）；6—YP1（K₁yc）；7—YP7（K₁yc）；8—YS2（K₁yc）;9—DB11（K₁yc）;10—DB3井區

（五）天然氣同位素倒轉現象分析

長嶺斷陷腰英台與達爾罕構造帶天然氣碳同位素系列數據分析表明，碳同位素倒轉系列和負碳同位素系列是其主體，並且碳同位素明顯偏重。導致碳同位素異常的原因有很多，研究天然氣碳同位素倒轉的原因，對天然氣的成因或其經受的次生變化作出判斷，可以作為天然氣運移途徑和氣源對比的一種間接方法。戴金星（1993）曾對烷烴氣碳同位素系列倒轉問題作過詳細研究，認為引起碳同位素系列倒轉的主要原因有：1）有機氣與無機氣的混合，二者分別屬於正碳同位素系列與負碳同位素系列的典型，當二者混合時，很容易發生同位素分布的倒轉現象；2）煤型氣與油型氣的混合，這是造成碳同位素系列倒轉的主要原因；3）同型不同源或同源不同期天然氣的混合，同源的早期形成的低成熟度的天然氣散失一部分後的剩餘氣，與晚期較高成熟度形成的天然氣形成混合天然氣，可導致烷烴氣同位素倒轉；4）生物降解作用，細菌選擇降解某些組分致使剩餘組分變重；5）地溫增高也可使碳同位素倒轉，在碳同位素交換平衡下，若地溫高於100℃，則出現正碳同位素系列；當溫度高於200℃時，則正碳同位素系列改變成為負碳同位素系列（戴金星，1990）；6）源岩性質控制，在中國陸相河湖交替發育的含油氣盆地，烴源岩有機質的分布是不均一的，同一套烴源岩中I型和Ⅲ型有機質可能同時存在，因此其產生的烴類烷烴氣可能發生倒轉，松遼盆地北部深層烴源岩就有混源的特點。

此外，蓋層微滲漏造成的蒸發分餾作用也是許多天然氣藏同位素出現倒轉的重要原因，Prinzhofer等（1995）在對Jenden的資料進行重新解釋時，認為微滲漏作用更能合理地解釋Appalachian盆地天然氣同位素的倒轉現象，他們按Jenden等提出的混合模式計算後發現有些樣品點並不符合混合模式，提出了一種新的微滲漏模式。黃海平（2000）利用微滲漏模式較好地解釋了徐家圍子斷陷深層天然氣同位素倒轉的現象。從圖3-39看出，腰英台構造帶的ChaS1井區、達爾罕構造帶的DB11-1、DB11-2、DB33-9-3、DB33-5-5等井天然氣樣品同位素發生倒轉，是受到蓋層微滲漏作用的影響。

導致天然氣碳同位素倒轉可能是上述因素之一，也可能是兩種或兩種以上的因素引起的。長嶺斷陷深層天然氣普遍被認為主要來源於沙河子組和營城組，經歷了較復雜的構造變形和較高的成熟演化階段，可能存在多源氣的混合，主力烴源岩發育於盆地斷陷晚期和坳陷早期，火山活動頻繁，烴源岩除正常的熱演化外，還受到因火山活動引起的異常熱事件，主力烴源岩沙河子組和火石嶺組在盆地分布不均一，有機質具有非均質性，因生氣層上下部位和層內成熟度及有機質性質不一樣，也會使同層同時生成的天然氣同位素發生混合而倒轉。盆地基底發育深大斷裂，無機成因的CO₂、N₂普遍存在，並且豐度較高，在腰英台地區CO₂含量平均值為20%以上，因此天然氣中可能有無機成因烷烴氣加入，天然氣藏產層主要在登婁庫組與營城組，成藏模式比較復雜，天然氣可能以垂直運移為主，運移路徑較長，因而可以引起多期次的天然氣碳同位素動力分餾效應。

圖3-39 天然氣同位素反轉解釋模式

1—ChaS1井區；2－雙坨子地區；3—YS1（K₁d）；4—YS1（K₁yc）;5—D2（K₁yc）;6—YP1（K₁yc）;7—YP7（K₁yc）;8—YS2（K₁yc）;9—DB11（K₁yc）；10—DB33井區

據此按照通常的天然氣同位素的劃分，結合長嶺斷陷腰英台地區天然氣各種分析數據可知，YS1井登婁庫組以及ChaS1井個別樣品表現出無機成因氣的特點，而腰英台構造帶大部分井區的樣品，如YS1、YS2、YP7井以及達爾罕構造帶的DB33井區、DB1I井主要分布有機成因的烷烴氣（張枝煥、童亨茂等，2008）。

⑤ 天然氣源分析

排2－80井試油證實為天然氣，經氣樣分析表明：甲烷含量為 87.56％，為濕氣，δC₁¹³為－專42.18‰，屬δC₂¹³為－25.78‰，與排2輕質油親緣關系較為密切，區別是天然氣成熟度稍高，根據碳同位素－R_o擬合公式，對應R_o為0.93％ （排2井區的輕質油甾萜推測的R_o為0.82）。該井天然氣與沙灣組二段輕質油為同源、同期成藏。

圖6－56 准噶爾盆地白堊系烴源灶現今供烴強度分布圖

圖6－57 准噶爾盆地古近系烴源岩現今烴源灶的分布圖

⑥ 天然氣成分檢測報告

這是一份簡單的分析出氣體各組份百分含量的報告，從你這份檢測報告可看出，甲烷的含版量為78.85%,其燃權燒的低熱值為45.16MJ/m3，高熱值為49.69MJ/m3,低熱值華白數為50.87MJ/m3,高熱值華白數為55.96MJ/m3，燃燒勢為37.23,按國家標准《城市燃氣分類》，此氣體應歸為12T。

⑦ 天然氣成分是什麼，怎麼分析

天然氣的主要從成分是甲烷，可以用氣相色譜法來分析。氣相色譜法適用於氫氣版、氧氣、氮氣權、氬氣、氦氣、一氧化碳、二氧化碳等無機氣體，甲烷、乙烷、丙烯及C3以上的絕大部分有機氣體的分析。英格爾檢測常用氣相色譜法分析來分析天然氣成分，可獲得准確可靠的分析結果。

⑧ 天然氣與煤相比，從熱學角度分析，它突出的優點是從環保角度分析，它突出的優點是

從熱學角度來說，同質量釋放出來的能量，天然氣大於煤
從環保角度來說，在釋放出相同能量的前提下，天然氣釋放出的CO2小於煤，而且更容易完全燃燒（不完全燃燒會產生CO）