[发明专利]一种稀有气体4

说明书

本发明涉及一种稀有气体4He估算页岩气藏年龄的方法，其特征在于，包括以下步骤：选择目标页岩，确定页岩中放射性金属元素含量的特征值；确定页岩气中⁴He的含量；确定页岩气的游离气量；根据页岩中放射性金属元素含量的特征值、页岩气中⁴He的含量和页岩气的游离气量估算页岩气藏年龄。本发明能够简捷、有效地估算页岩气藏形成的的地质时间，为成藏过程研究提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及使用页岩气中稀有气体⁴He的量估算页岩气藏年龄的方法，属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。

背景技术

页岩气是指赋存于富含有机质的页岩及其夹层状的泥质粉砂岩中，主体上是自生自储成藏的连续性气藏，稀有气体在页岩气的运移和源岩示踪方面的研究意义不大。但是，由于稀有气体同位素的化学活动性稳定，且同位素分馏具有特殊的地球化学性质，使得稀有气体同位素作为认识油气来源的一种重要的辅助手段，并有其独到之处，因此，稀有气体同位素成为地学研究中的一种非常有效的示踪和定年手段，尤其是稀有气体He(氦)，在源岩追溯、构造历史反演、地下水测年等方面有着广泛的应用。

由于利用页岩中U(铀)、Th(钍)放射性金属元素衰变释放稀有气体⁴He 的时间累积效应，能够有效估算页岩气藏有效封存的地质时间，因此，建立页岩气中稀有气体⁴He年龄的定年技术方法具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种稀有气体⁴He估算页岩气藏年龄的方法，能够简捷、有效地估算页岩气藏形成的地质时间，为成藏过程的研究提供技术支撑。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种稀有气体⁴He估算页岩气藏年龄的方法，包括以下步骤：选择目标页岩，确定页岩中放射性金属元素含量的特征值；确定页岩气中稀有气体⁴He的含量；确定页岩气的游离气量；根据页岩中放射性金属元素含量的特征值、页岩气中稀有气体⁴He的含量和页岩气的游离气量估算页岩气藏年龄。

在一个具体实施例中，根据自然伽马能谱测井方法，确定页岩中铀、钍放射性金属元素的含量，通过求取平均值，获得页岩中铀、钍含量的特征值。

在一个具体实施例中，采用同位素稀释法测定单位体积页岩气中稀有气体⁴He的含量。

在一个具体实施例中，采用同位素稀释法测定单位体积页岩气中稀有气体⁴He的含量所依据的步骤为：①采集单位体积的页岩气样品，通过进样口接入稀有气体同位素质谱分析仪前处理系统，页岩气样品中氦的同位素比值 (³He/⁴He)_(样品)已知；②打开同位素质谱分析仪中³He标气罐，向同位素质谱分析仪前处理系统加入已知体积的氦同位素稀释剂n[³He]，使氦同位素稀释剂n[³He] 与页岩气样品混合，³He标气罐内氦的同位素比值(³He/⁴He)_(标准)已知；③打开液氮温度下活性炭阱，吸附待测页岩气样品中的烃类气体、二氧化碳、氮气活性气体，同时吸附除去氦以外的稀有气体组份，实现氦的纯化富集；④利用稀有气体同位素质谱分析仪测定页岩气样品纯化富集后氦的同位素比值(³He/⁴He)_(混合)；⑤确定单位体积页岩气中稀有气体⁴He的含量。

在一个具体实施例中，确定单位体积页岩气中稀有气体⁴He含量所依据的公式为：