基于聚类统计的含氦天然气分类与成藏分析:以四川盆地为例

摘要

四川盆地油气资源丰富，多年勘探开发积累了大量的气体组分资料，为氦气研究提供了良好的基础条件.盆地内多层系、多区域天然气中伴生的氦气含量明显不同，气体组分存在差异，烃类与伴生氦气之间的关系尚不清晰.基于四川盆地油气勘探获得的230组天然气组分数据，对氦气含量以及天然气伴生的CH₄、N₂和CO₂含量进行Q型聚类分析，结合地质背景对氦气分布规律进行了研究，提出了氦气资源勘探对策.主要得出以下认识：（1）四川盆地烃类伴生氦气主要可划分出3类，第Ⅰ类为低He低N₂低CO₂高CH₄烃类气藏；第Ⅱ类为富He高N₂中CO₂中CH₄烃类气藏；第Ⅲ类低He低N₂高CO₂低CH₄烃类气藏.（2）第Ⅰ类含氦天然气藏中气体组分均为单峰，He含量低（平均0.033 9%），且与N₂含量相关性差；第Ⅱ类富氦天然气藏中非烃组分呈多峰分布，He含量高（平均0.158%），且与N₂含量呈极强正相关（r=0.837,P<0.01），与CO₂含量呈强正相关（r=0.662,P<0.01）.（3）Ⅰ类氦气藏包括页岩气藏、古油藏原位裂解的超压气藏，捕获外来氦气含量低，高强度生气也稀释氦气的浓度，Ⅱ类富氦气藏在烃类运移过程中有水溶气脱溶等外源He、N₂补充.（4）具有异常高压的天然气藏或页岩气藏，以及高含硫化氢、高含重烃气藏均对He成藏不利；而地层水长距离流动路径上的继承性穹窿圈闭、或与地下水多期“交流”的古老储层可能有外源He的补充，是富氦气藏的勘探目标.本研究针对烃类伴生氦气组分建立的聚类分析方法，可为氦气地质特征研究提供新思路.

关键词

四川盆地 / 氦气 / 聚类分析 / 耦合关系 / 二次运移 / 地层水 / 石油地质