天然气中分子氮成因及判识

【摘要】：天然气中分子氮（Ｎ２）的成因复杂多样，其同位素组成和其它地球化学特征各不相同。（１）大气源的Ｎ２：ＣＮ２／ＣＡｒ≤８４，且δ１５ＮＮ２≈０‰（ＡＴＭ）；（２）地壳超深部和上地幔来源的原生Ｎ２：δ１５ＮＮ２≈－２‰～＋１‰，伴生Ａｒ的４０Ａｒ／３６Ａｒ＞２０００和Ｈｅ的３Ｈｅ／４Ｈｅ＞１０－６，且Ｎ２和Ｈｅ含量具有正相关性；（３）微生物反硝化作用生成的Ｎ２：δ１５ＮＮ２＜－１０‰和地下水中ＮＯ－３及ＮＯ－２浓度异常高；（４）沉积有机质在未成熟阶段经微生物氨化作用形成的Ｎ２：δ１５ＮＮ２＜－１０‰；伴生ＣＨ４的δ１３ＣＣＨ４＜－５５‰（ＰＤＢ）；（５）沉积有机质在成熟（包括高成熟）阶段经热氨化作用形成的Ｎ２：δ１５ＮＮ２≈－１０‰～－１‰，且伴生ＣＨ４的δ１３ＣＣＨ４≈－５５‰～－３０‰；（６）沉积有机质在过成熟阶段裂解产生的Ｎ２：δ１５ＮＮ２≈＋５‰～＋２０‰；（７）沉积岩中无机氮在高温变质作用下释放出的Ｎ２：δ１５ＮＮ２≈＋１‰～－３．５‰，ＣＮ２／ＣＡｒ８４．对这些潜在源的特征进行了综合论述。 【作者单位】： 石油大学油气资源与环境地质研究所
【关键词】： 天然气 氮气 氮同位素 氨化作用 裂解作用 变质作用
【基金】：中国石油科技创新基金,石油大学科研基金
【分类号】：P618.130.1
【正文快照】： 引言分子氮（Ｎ２）是天然气中最常见的非烃组分之一［１，２］，几乎自然界中所有产出的气体中都含有Ｎ２，且因所产地质地球化学背景的不同，Ｎ２在天然气中的含量变化很大，最高可达１００％［２～４］。通常，将Ｎ２的体积分数大于１５％的天然气称作富Ｎ２天然气［５］

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