一种氦气气藏的勘探方法与流程

本发明涉及油田勘探开发技术领域，特别是涉及到一种氦气气藏的勘探方法。

背景技术：

氦气是一种惰性气体，很少与其他化学元素化合，由于其特殊的物理化学性质，尤其是其在低温下成为液体的特性和化学性质惰性，使氦气在国防工业、航天工业、核工业、临床医学、化学工业等高科技领域都有广泛应用，是国家安全和高技术产业发展的基本物资，属于战略性资源。由于氦的广泛用途，全球各国对氦的需求量都很大，尤其是以中国为首的亚洲地区，是氦需求量增长最快的地区，2005-2010年，氦的总销售量由169×10⁴m³增长到320×10⁴m³。

随着中国科技水平及经济的飞速发展，近年来对氦的需求量也越来越大，但由于中国氦气资源匮乏，氦气提纯成本较高，一直以来只能依赖进口氦气来满足国内需求。中国正处于综合国力飞速发展的时期，无论是军工、科研，或是日常生活对氦气的需求量都在与日俱增，一旦没有氦气，上述工作都将无法进行，会严重影响中国经济的发展，甚至会影响国家的安全。因此，加大氦气气藏的勘探力度，是解决我国氦气资源稀缺的主要手段。目前氦气的勘探主要采用定性勘探的方法，缺乏系统定量的研究，该专利将填补这一空白。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种针对氦气气藏的勘探方法，达到量化标准，建立适用于各类氦气气藏的勘探方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种氦气气藏的勘探方法，所述方法包括：

步骤1，确定研究区是否同时存在放射异常和天然气气藏或地下水资源；

步骤2，分析天然气气藏或地下水资源中的氦气含量，判断该研究区氦气资源是否国家工业开采标准，符合则进行下一步骤；

步骤3，分析天然气气藏或地下水资源中的³he和⁴he含量，以确定氦气来源；

步骤4，根据步骤3的结果，如氦气以幔源为主，则寻找深大断裂附近有效圈闭；如果氦气以壳源为主，则寻找火成岩体附近有效圈闭；如果氦气为壳幔混源，则综合前两类确定寻找范围进行综合寻找。

本发明还可以通过以下技术方案实现：

在步骤1中，采用重磁电、遥感资料、地球化学分析资料，寻找磁力、重力异常变化的梯度带，并对其进行分析；采用地气测量或伽玛能谱测量方法寻找放射异常区。

根据三维地震资料、测井资料、录井资料和分析化验资料确定该地区存在天然气气藏或地下水资源。

在步骤3中，采用样品氦r和大气氦ra的同位素比值确定氦气来源：

当r/ra＞1时，氦气为幔源氦气；

当0.1<r/ra<1，氦气为壳幔混源氦气；

当r/ra<0.1时为壳源氦气。

在步骤4中，如果氦气以幔源为主，则根据以下公式计算搜索半径a，搜索深大断裂附近的有效圈闭；

a＝n/α

式中，n为地区参数，与该地区的地质条件和天然气气藏或地下水资源的性质有关；α为氦气含量。

在步骤4中，如果氦气以壳源为主，则根据以下公式计算搜索半径b，搜索火成岩体附近的有效圈闭；

b＝n/α

式中，n为地区参数，与该地区的地质条件和天然气气藏或地下水资源的性质有关；α为氦气含量。

在步骤4中，如果氦气为壳幔混源，则根据以下公式计算搜索半径c，在深大断裂与火成岩体附近寻找有效圈闭；

c＝n/α

式中，n为地区参数，与该地区的地质条件和天然气气藏或地下水资源的性质有关；α为氦气含量。

本发明取得的有益效果：

本发明中对氦气气藏勘探方法，重点在于对氦气气藏的有利勘探区进行分析，根据含氦气的不同情况进行定量化的勘探。该方法有助于高效的进行针对氦气气藏的勘探，表征其在不同成因，不同赋存情况下的目标区，从而为氦气的勘探提供了研究基础。对指导氦气勘探具有深远的意义。

附图说明

图1为本发明的一种针对氦气气藏勘探方法的一具体实施例的流程图；

图2是幔源气勘探示意图；

图3是壳源气勘探示意图；

图4是壳幔混源气勘探示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

实施例

如图1所示，图1为本发明的一种针对氦气气藏的勘探方法的流程图。

在步骤101-1，利用航磁资料和重力资料寻找磁力、重力异常变化的梯度带，并对其进行分析，在潜在的勘探区内采用地气测量、伽玛能谱测量等方法，寻找放射性异常区；

在步骤101-2，根据三维地震资料、测井资料、录井资料和分析化验资料确定该地区存在天然气气藏或地下水资源，流程进入到步骤102；

在步骤102，通过地球化学等分析方法，对满足条件的天然气气藏或地下水资源进行分析，采用常规非烃气体检测手段确定其中的氦气含量α，流程进入到步骤103-1；

在步骤103，确定样品是否含有具研究价值的氦气，即满足国家工业开采标准的样品浓度的氦气，如果不含有具研究价值的氦气，流程回到步骤101-2，如果含有具研究价值的氦气，流程进入到步骤104；

在步骤104，对氦气组成进行分析，确定其中he³与he⁴的含量，流程进入步骤105；

在步骤105，根据³he/⁴he的比值将氦气归纳为幔源氦气、壳源氦气以及混源氦气，用样品氦的³he/⁴he值(r)比大气氦的³he/⁴he值(ra)来表示气样的氦同位素特征，即r/ra＝(³he/⁴he)样品/(³he/⁴he)大气。

当(r/ra)＞1，表示气样中幔源氦份额大于12％，氦气为幔源氦气；当0.1<(r/ra)<1时，幔源氦份额大于1.2％，氦气为壳幔混源氦气；

当(r/ra)＜0.1时，可以认为天然气中氦基本来自壳源，为壳源氦气。

如氦气为幔源氦气，流程进入步骤106-1，如氦气为壳源氦气，流程进入步骤106-2，如氦气为混源氦气，流程进入步骤106-3；

在步骤106-1，确定氦气为幔源氦气，则在深大断裂附近寻找有效圈闭(图2)，寻找的半径a与步骤102中确定的氦气含量α有关，满足公式a＝n/α，其中n为地区参数，与该地区的地质条件和天然气气藏或地下水资源的性质有关。

在步骤106-2，确定氦气为壳源氦气，则在火成岩体附近寻找有效圈闭(图3)，寻找的半径b与步骤102中确定的氦气含量α有关，满足公式b＝n/α，其中n为地区参数，与该地区的地质条件和天然气气藏或地下水资源的性质有关。

在步骤106-3，确定氦气为混源氦气，则在深大断裂与火成岩体附近寻找有效圈闭(图4)，寻找的半径c与步骤102中确定的氦气含量α有关，满足公式c＝n/α，其中n为地区参数，与该地区的地质条件和天然气气藏或地下水资源的性质有关。

本发明中的针对氦气气藏的勘探方法主要是针对氦气气藏的，重点在于对氦气气藏的有利勘探区进行分析，根据含氦气的不同情况进行定量化的勘探。该方法有助于高效的进行针对氦气气藏的勘探，表征其在不同成因，不同赋存情况下的目标区，从而为氦气的勘探提供了研究基础。该方法适用于各种类型的氦气气藏，对指导氦气勘探具有深远的意义。该项研究成果独具创新性，可填补国内外研究空白。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。