Marine and Petroleum Geology:页岩气解吸过程的碳同位素分馏研究

 　 页岩气气体地球化学已经成为页岩气勘探开发研究的重要手段之一。页岩气的气体地球化学特征与常规天然气相比存在一定的特殊性。鄂尔多斯盆地延长组页岩气的地球化学研究显示，甲烷的碳同位素组成与页岩的镜质体反射率相比明显偏轻。其中吸附/解吸过程的地球化学分馏可能是影响页岩气地球化学特征的重要原因之一。本文在鄂尔多斯盆地页岩气井现场采集两块新鲜页岩岩心，进行页岩气分段解吸实验来研究解吸过程的气体地球化学分馏。实验结果显示，解吸的前几个阶段甲烷碳同位素组成变化很小，但是当甲烷解吸率超过85%之后，甲烷碳同位素组成迅速变重。在最后15%页岩气解吸过程中，甲烷碳同位素组成由-49.0‰变为-33.9‰。即便如此，所有解吸气体总和的甲烷碳同位素组成与页岩热演化程度相比仍然明显偏轻。这一现象说明，在该实验的温压条件下仍然有一部分同位素组成异常重气体残留在页岩中难以解吸出来。这可能是造成页岩气和煤层气甲烷碳同位素组成明显偏轻的重要原因。页岩气甲烷碳同位素组成偏轻的程度应该与页岩的吸附能力和吸附气所占的比例有关，通过这项研究，我们或许能够通过页岩气的地球化学特征来初步评价地质条件下页岩的吸附能力。 

　　该研究成果发表在《Marine and Petroleum Geology》60 (2015) 79-86。