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摘要
氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略资源。近年来，国内外常规天然气藏中氦气的研究日益受到关注，但非常规气藏(如页岩气和煤层气)中氦气的含量特征及成因研究至今仍处于起步状态。研究通过对国内外非常规领域氦气研究文献的梳理，系统总结了国内外页岩气和煤层气中氦气的含量及分布，明确了氦及其他稀有气体同位素特征，并在此基础上分析了页岩气和煤层气中氦气的成因及来源，揭示了氦气的富集主控因素。研究数据表明：页岩气中氦气的含量分布范围在(0.12～3 100)×10-6之间，均值约为378×10-6；煤层气的氦气含量分布范围在(0.04～19 000)×10-6之间，均值约为816×10-6。页岩气和煤层气中的氦气含量普遍低于同一地区常规天然气藏中的氦含量。这可能是因为常规天然气一般经历过较长的二次运移，能够在途中捕获更多的外源氦。页岩气和煤层气中的3He/4He值一般较低，指示壳源放射性衰变氦为主要来源。氦和氖同位素特征显示，页岩气和煤层气中的幔源氦和大气氦贡献率一般小于5%。页岩气和煤层气中的氦是内源氦(页岩和煤层自身放射性衰变生成的氦)和外源氦的加和，外源氦的补充对于富氦页岩气和煤层气藏的形成必不可少。优越的氦源条件[铀(U)、钍(Th)等放射性元素的丰度、页岩和煤的地层时代、发育规模和含气量等]、有效的输导条件以及良好的保存条件是页岩气和煤层气中氦气富集的重要影响因素。
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单位中国石油勘探开发研究院; 中国地质大学（北京）; 中石油煤层气有限责任公司
