CN104007167A - 一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法 - Google Patents

一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法，该方法包括以下步骤：⑴采用质谱法测量天然气样品的氩同位素比值b；⑵采用质谱法或气相色谱法测量天然气样品中的氩含量CAr和氧含量CO2，然后计算空气来源的40Ar与该样品总的40Ar含量比a；⑶计算校正后的天然气氩同位素比RAr。本发明方法简便、可靠，解决了天然气氩同位素比数据受空气混入影响的难题。

Description

一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法
技术领域
本发明涉及一种天然气中氩同位素比(40Ar/36Ar)的检测方法，尤其涉及一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法。
背景技术
氩同位素比(40Ar/36Ar)在地球各圈层具有不同的数值，随着天然气源岩年代的增加，氩同位素比(40Ar/36Ar)呈现规律性地增加。因此通过氩同位素比(40Ar/36Ar)可以判断天然气的来源和天然气形成年代。
在天然气取样、运输、储存和分析过程中，很容易混入微量空气，这种微量空气的混入影响了氩同位素比（40Ar/36Ar）的检测数据，虽然人们通过各种方法避免这种空气的混入，如采用专门的高压气瓶，采样过程中多次反复置换，分析过程中采用真空密闭系统进样等，但是要避免微量空气混入几乎是不可能的，而目前还无任何方法可以校正这种空气混入造成40Ar/36Ar的误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法，包括以下步骤：
⑴采用质谱法测量天然气样品的氩同位素比值b，其中b = 40Ar/36Ar，该比值b包含了空气混入引起的误差；
⑵采用质谱法或气相色谱法测量天然气样品中的氩含量CAr和氧含量 CO2，然后按下式计算空气来源的40Ar与该样品总的40Ar含量比a：
a = 0.04443 × (b+1) × CO2/(b × CAr)；
⑶按下式计算校正后的天然气氩同位素比RAr，其中RAr = 40Ar/36Ar，该比值RAr消除了空气混入引起的误差：
RAr = 295.5 × b × (1-a)/ (295.5-a × b)。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过对天然气样品测量数据的分析，校正了由于微量空气混入引起的天然气氩同位素比误差，从而解决了天然气氩同位素比数据受空气混入影响的难题，为相关应用提供了更准确可靠的数据。
2、本发明依据天然气为还原性气体，不含氧气；空气中氩气和氧气含量比为常数(CAr/CO2 = 0.04458)；以及空气40Ar/36Ar为常数(40Ar/36Ar = 295.5)的理论认识，并且计算中只涉及天然气样品的氩含量、氧含量和40Ar/36Ar三个数据，计算公式简单。因此，方法简便、可靠。
具体实施方式
一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法，包括以下步骤：
⑴采用质谱法测量天然气样品的氩同位素比值b，其中b = 40Ar/36Ar，该比值b包含了空气混入引起的误差；
⑵采用质谱法或气相色谱法测量天然气样品中的氩含量CAr和氧含量 CO2，然后按下式计算空气来源的40Ar与该样品总的40Ar含量比a：
a = 0.04443 × (b+1) × CO2/(b × CAr)；
说明:某些情况下，并不需要测量CAr和 CO2的具体数值，只需要测量二者之比CO2/ CAr，就可以计算出上式中的a。
⑶按下式计算校正后的天然气氩同位素比RAr，其中RAr = 40Ar/36Ar，该比值RAr消除了空气混入引起的误差：
RAr = 295.5 × b × (1-a)/ (295.5-a × b)。
对于公式RAr的验证，假设a=0，即没有空气混入，可得RAr=b；当a趋近于1时，即空气混入接近100%时，b将接近于空气值295.5，可得RAr=295.5。
实施例   对四川盆地某页岩气井天然气的氩同位素比值的校正：
⑴采用质谱法测量天然气样品的氩同位素比值b = 540，用已有气源岩年龄经验公式[T(Ma) = 530.8log(40Ar/36Ar) - 1323.1]推测该页岩气源岩年代为127Ma，与地质实际不符。
⑵用质谱法测量天然气样品中的氩含量CAr = 0.0088%(V/V)和氧含量 CO2 = 0.0851%(V/V)，然后按下式计算空气来源的40Ar与该样品总的40Ar含量比a = 0.4305：
a = 0.04443 × (b+1) × CO2/(b × CAr)；
⑶按下式计算校正后的天然气氩同位素比RAr=1442：
RAr = 295.5 × b × (1-a)/ (295.5-a × b)。
用已有气源岩年龄经验公式[T(Ma) = 530.8log(40Ar/36Ar) - 1323.1]推测该页岩气源岩年代为354Ma，接近地质实际情况。

Claims (1)

1.一种天然气氩同位素比40Ar/36Ar误差的校正方法，包括以下步骤：
⑴采用质谱法测量天然气样品的氩同位素比值b，其中b = 40Ar/36Ar，该比值b包含了空气混入引起的误差；
⑵采用质谱法或气相色谱法测量天然气样品中的氩含量CAr和氧含量 CO2，然后按下式计算空气来源的40Ar与该样品总的40Ar含量比a：
a = 0.04443 × (b+1) × CO2/(b × CAr)；
⑶按下式计算校正后的天然气氩同位素比RAr，其中RAr = 40Ar/36Ar，该比值RAr消除了空气混入引起的误差：
RAr = 295.5 × b × (1-a)/ (295.5-a × b)。
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