天然气中伴生氢气的资源意义及其分布.pdf

第 3 6卷第6期 2 0 1 4年 1 1月 石 油 寥 兹 弛 届 PETRoLEUM GEoLoGY EXPERI M ENT Vo l _ 3 6． No ． 6 NO V． ， 2 01 4 文章编号 1 0 0 1 - 6 1 1 2 2 0 1 4 0 6 - 0 7 1 2 - 0 6 天然气 中伴生氢气 的资源意义及 其分布 孟庆 强 ， 金之钧1 , 2 ， 刘 文汇 ， 胡文碹4 ， 张刘平 ， 朱东亚 1 ． 中国石化 石油勘探开发研究院， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ． 中国石化 石油勘探开发研究院 沉积构造储层实验室， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 3 ． 山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室， 山东 青岛 2 6 6 5 1 0 ； 4 ． 南京大学 能源科学研究院， 南京 2 1 0 0 9 3 ； 5 ． 中国科学院 地质与地球物理研究所 ， 北京 1 0 0 0 2 9 摘要 在系统调研氢气 的分布及成因研究现状 的基础上 ， 对济 阳坳陷部分油气井 中天然气 中的氢气含量进行 了研究 ， 并对其 成因 进行 了初步划分。济阳坳陷天然气 中氢气的含量普遍较低 ， 在有 R ／ R a测试值 的井中 ， 氢气的 H2 ／ He 值普遍 低于 2 0 x1 0 ， 具 有 明显 的幔源特征。因此， 在这些井 中． 幔源氢气伴 随深部流体活动混入了天然气 中。 关键词 氢气； 伴生； 成因； 幔源； 深部流体； 济阳坳陷 中图分类号 T E l 3 2 ． 3 文献标识码 A Di s t r i b u t i o n a n d g e ne s i s o f h y d r o g e n g a s i n na t ur a l g a s Me n g Q i n g q i a n g ， ， J i n Z h i j u n ， L i u We n h u i ，H u We n x u a n ，Z h a n g L i u p i n g ， Z h u D o n g y a ， 1 ． P e t r o le u m E x p l o r a t i o n a n d P r o d u c t R e s e a r c h I n s t i t u t e ， S I N O P E C ， B e n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a ； 2 L a b o r a t o r y o f S e di me n t a r y St r u c t ur a l Re s e r v o i r ，Pe t r o l e u m E x p l o r a t io n a nd Pr o d uct Re s e a r c h I n s t i t u t e ，S I NOPEC，＆ 1 0 0 0 8 3，Ch i na ； 3 ． S h a n d o n g P r o v i n c i a l L a b o r ato r y o f D e p o s i t i o nal Mi n e r al i z a t i o nS e d i m e n t a r y Mi n e r a l s ， ， S h a n d o n g 2 6 6 5 1 0 ， Chi na ； 4 I nst i t u t e ofE ner g y S c ie n c e s ， N a n g U n i v e r s i t y ， N a n j i n g ， fia n g s u 2 1 0 0 9 3 ， Chi na； 5 ． I n s t i t u t e o fG e o l o g y a n d G e o p h y s i c s ， C A S ， Beo ／ n g 1 0 D 2 9 ， Chi n a Abs t r a c tT he p a p e r s y s t e mi c a l l y s t ud i e d t h e d i s t r i bu t i o n a n d g e n e s i s o f h y d r o g e n g a s i n n a t u r a l g a s a l l o v e r t h e w o r l d O i l t h e b a s i s o f f o r me r s t u d y ． T h e h y d r o g e n g a s c o n t e n t wa s s t u d i e d f o r s o me o i l a n d g a s we l l s i n t h e J i y a n g De p r e s s i o n，a n d t h e i r g e ne s i s wa s d i s c u s s e d a t t h e s a me t i me．Th e h y d r o g e n g a s c o n t e n t wa s v e r y l o w i n t h e J i y a n g D e p r e s s i o n ． T h e H2 ／ 。 He v a l u e wa s a l l l o we r t h a n 2 0 x 1 0 。i n t h e we l l s w h i c h h a d R／ R a v a l u e ． I t w a s s u g g e s t e d t h a t t h e h y d r o g e n g a s r a i s e d f r o m ma n t l e ． Ke y wo r d s h y d r o g e n g a s ；c o e x i s t e n c e ；g e n e s i s ；ma n t l e s o u r c e d；d e e p d e ri v e d fl u i d ；J i y a n g D e p r e s s i o n 作者及其所在 的研究团队近期关注深部流体 活动与油气成藏效应这一地学前缘科学命题 ， 并对 外来 H ， 参 与下的油气生成进行 了初 步研究[ 1 ] ． 但 H， 的来源问题需要加强研 究 ． 进一步 明确不 同 地质条件下 ， H ， 参与油气生成过程 的地质条件 ； 另 一 方面， H ， 作为一种清洁能源 ， 其商业化应用方兴 未艾 ， 但 目前 H ， 的获得方式仍存在不可持续性 的 问题。能否从 自然界获取 H ， ， 如何获取 ， 成为制约 氢能经济长足发展的基础问题 因此需要对 H。 的 成因 、 分类及其分布进行深入研究。本文在前人研 究的基础上 ， 系统总结了自然界 H 。 的成 因和分布 ． 一 方面为确定含油气盆地天然气 中 H， 的来源提供 基础资料， 另一方面 ， 也为未来 H ， 的勘探与开发积 累资料 1 氢气的能源意义 H， 的能源意义 ， 主要体现在 2个方面 1 通 过加氢作用提高传统化石能源的产率 ； 2 H ， 本身 作为一种可燃气体， 成为能源气的一种。 1 ． 1 提高传统化石能源的产率 油气勘探实践证 明， 一个盆地 内油气的总产 量 ． 往往大于盆地发现之初提 出的储量， 这固然与 油气勘探 、 开发技术 的不断进步密切相关 ， 但也可 能与含油气盆地外部物质与能量的输人有关 ， 特别 是盆外流体向盆地 内部输入的含氢物质 ， 可以提高 烃源岩的生烃率。模拟实验 已经证实 ， H ， 可 以提 高干酪根的生烃率l l ] ， 成为沟通有机生烃与无机 生烃学说的桥梁【 3 ] 。 因此 ， 含油气盆地内的富氢流 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 3 0； 修订 日期 2 0 1 4 - 0 9 - 1 8 。 作者简介 孟庆强 1 9 7 8 一 ， 男， 博士， 高级工程师， 从事油气成藏机理研究。E - m a i l m e n g q q ． s y k y s i n o p e c ． c o n 。 基金项 目 国家 自然科学基金项 目 4 1 1 0 2 0 7 5 ， 4 1 2 3 0 3 1 2 和山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室开放基金 D MS M2 0 1 0 0 4 联合资助 。 第 6期 孟庆强 ， 等． 天 然气 中伴 生氢气的资源意义及其分布 7 1 3 图 1 不 同类 型湖相干酪根模拟实验 H 产率变化 数据源 自文献 [ 5 ] 。 F i g ． 1 Va r i a t i o n o f h y d r o g e n g a s p r o d u c t r a t i o f o r d i ff e r e n t k i n d s o f k e r o g e n 体对提高烃源岩 的产 率具有重要 的促进作用_ 4 ] ， 尤其是在干酪根 的高过成熟演化阶段 ， 外源氢气的 加入可以显著提高烷烃气 的产量 ， 这是 因为 1 干酪根本身裂解产生烷烃气 ； 2 已经 生成 的液态 烃在高温作用下发生加氢裂解 产生烷烃气l 5 图 1 。鉴于此 ， 研究含油气盆地 内 H ， 分布的地质条 件及其与烃源岩生烃期的匹配关系， 在理论上可以 将 H ， 的影响引入资源评 价方法 ． 这将有助于重新 评价含油气盆地的资源潜力 在勘探实践上， 受地 温梯度 的影响 ， 埋藏较深的烃源岩将经历更高的地 层温度。因此 ， 如果有 H， 存在 ， 处于高过成熟演化 阶段的烃源岩在较大埋深 的地质条件下仍可 以大 量生烃 ， 这将延伸含油气盆地 中油气生成的下限深 度 ， 可以开辟探 区内的深层层系勘探新局面。 1 ． 2 作为能源气 作 为可燃气体 的 H々 是一种清洁能源 ， 在欧美 等发达国家和地区得到 了比较充分的应用 ， 并铺设 了专 门用 于输送 H， 的管 网系统 和 H， 加气站 l 6 ] 。 截至 2 0 0 9年， 全球 已经建成 2 0 2座 H， 加气站 表 1 。氢气主要 以煤 、 重油或天然气等化石燃料 为 原料 ， 采用重整技 术生产获得 。这些设施所 用的 H ， 以烃类气体重整的产物为主_ 7 ] 。由于该技术相 对成熟 ， 且生产 H ， 的成本较其他技术更低 ， 将在发 展低碳经济过程中发挥重要作用。但与此同时， 世 界范 围内对天然气的需求也在迅速增长。预计到 2 0 3 0年 。 全球天然气的需求量将 为 4 ． 3 1 0 m ， 而 同期天然气的产量约为 1 ． 1 1 0 i n 。 l 8 ] 。随着天然 气需求量与产量之间的缺 口加大 ． 依靠烃类气体重 整获得 H ， 的成本将不断提高。因此， 能否从地质 环境 中获取成本更为低廉的 H ， ． 成为氢能经济面 临 的主要 问题 表 1 Tabl e 1 全球 商业化氢气加气 站分布情况 Di s t r i but i o n of g l oba l c o mme r c i al hy dr o g e n ga s s t a t i o ns 注 数据来 自文献[ 7 ] 。 1 ． 3 作 为炼厂 原料 加氢催化和加氢裂化是当今石油炼化产业 中 最主要的 2种技术形式 ， 是石油炼化业的主要技术 发展方向． 在我国也得到了快速发展。石油加氢炼 化过程中需要 大量 H ， ， 国内某大型加氢炼化公 司 每小时消耗的 H 高达 8 0 0 m 。原料 H 主要有两 大来源 一是以烃类物质为原料通过转化生成 H， ， 主要有水蒸气法 和部分氧化法 ； 二是催化重整产 氢 ， 目前 国外炼厂以水蒸气转化法产生的 H， 占所 有 H， 的 6 0 ％以上 。 通过水蒸气法产生 的 H ， 浓度较高， 杂质较少 ， 但这种方法需要耗费大量 的水 ， 且成本较高， 目前 国内利用该方法生产的 H ， 成本为 3 ． 5 m ； 催化 重整生产的 H ， ， 纯 度相对较低 ． 含有 较多非氢组 分 ， 而除去这些非氢组分需要复杂 的工艺过程 ， 并 且将不可避免地导致 H ， 浓度下降。因此， 若能从 自然界 中获取高浓度 的 H， ， 将极大地降低石油炼 化的成本。 由此可见 ， H， 具有重要的能源意义 ， 若能在 自 然界中发现高含量 的氢气 ． 不但可以对石油地质基 础理论进行进一步完善。 而且一方面可以降低石油 加氢炼化的成本 ， 另一方面可以为未来 的氢能经济 奠定资源基础， 因此 ， 需要对 自然界 中 H ， 的分 布、 成因及富集规律进行系统研究。 2 氢气的分布现状及成因初探 目前针对 H 的研究 ， 多为零星的、 分散的研究。 本文以大地构造背景为主线 。 讨论 了沉积盆地 内、 深 部流体活动区以及受深大断裂影响的大陆裂谷系中 H 的分布现状 ， 并对 H 的成因进行了初步探讨。 7 1 4 石 油 卖 嚣 沾 届 第 3 6 卷 2 ． 1 沉积盆地 内 沉积盆地基底之上发育的沉积物 ， 是油气 良好 的储集层和盖层 ． 在适当的地质条件下． 也能保持和 富集 H， 。在 2 0世纪 3 0年代 ， 就有关于沉积盆地或 沉积物内存在 H ， 的报道 ， 如 Wo o l n o u g h l 1 0 _ 早在 1 9 3 4 年就 报道 了澳大利亚 N e w G u i n e a地 区含量 大于 1 0 ％的 H ， 前苏联学者 B o h d a n o w i c同年也报道 了 S t r v r o p o l 地区含量为 2 7 ． 3 ％的 H， l 1 。随后 ， 在美 国 1 、 波兰[ ” ] 、 德国[ 1 4 ] 的一些沉积盆地 中也发现 了高含量 H， 。2 0 0 5 --2 0 0 6年期 间， 美 国 WT w 石 油公司在北美 K a n s a s 地区 F o r e s t C i t y盆地发现 了 含量为 1 7 ％的 H ， ， 并检测到了重烃组分 1 引。 我国针对 H ， 的地质产 出条件研究起步较晚， 沉积盆地内 H， 的分布现状 尚未完全厘清 ， 但 已有 学者在柴达木盆地三湖地区 2口井 的岩屑的罐顶 气 中， 检测到 了含量最高可达 9 9 ％的 H ， [ 1 ， 表 明 我 国部分含油气沉积盆地同样存在 H ， 生成和储存 的有利地质条件 在我国东部一些含油气盆地中． 近年来在天然气 或伴生气中也发现了含量较低的 H ， 。尽管氢同位素 可以用于判识干酪根的产生环境 、 油气运移 ． 但由于 的成因较多， 而且天然气中 H ， 的含量较低 ， 相关地 球化学测试较难 ， 因此， 在研究天然气的非烃组分过 程中， 对 H ， 的重视程度一直不够。为了研究对烃源 岩加氢的 的来源 ， 对济阳坳陷构造活动区天然气 中的 含量及同位素组成进行了测试[ 2 ] 。 并在构造 相对稳定区进行了采样以开展对比研究， 样品天然气 的采样位置及其地球化学特征如表 2所示。 2 ． 2 深部流体活动区 深部流体 是指 来 自沉积 盆地 基底 之下 的 流 体_ 1 ] ， 其最主要的物质表现形式为壳源或幔源岩浆 岩 ， 以及部分来源于沉积盆地基底之下的热液水。 这类物质具有很强的运输 H， 的能力 ， 即每 1 k g 岩石 从地下 1 5 k m处运移至地表， 可以释放出 7 5 c m 的 H， 。具体而言， 碱性岩中 的平均含量为 3 c m ／ k g ， 而在花岗岩及基性超基性岩中则为 2 6 ． 8 c m ／ k g [ 1 7 ] 而每 1 0 0 c m 的水从地下 1 5 k m运移至地表 ， 可 以 释放出 1 2 0 0 c m 的 H ， l 1 。因此 ， 深部流体活动 区， 特别是火山岩发育地 区是 H ， 赋存 的主要 区域 之一 ， 但 H， 含量 的分布 范 围较 宽。菲律 宾 群 岛 Z a m b a l e s 地 区[ 1 9 - 2 0 ] 、 阿曼北 部火 山岩地 区[ 2 、 瑞 典 G r a v b e r g 一1 井 2 等地区的 H ， 含量一般均超过 1 0 ％ 而 我 国 深 部 流 体 活 动 地 区． 如 云 南 腾 冲l 2 。 ] 、 长白山五大连池_ 2 ] 等 以 C O ， 为主的温泉 气 中 H ， 的含量仅为 1 ％左右 ， 均低于国外同类地 区 H， 的含量。我国东部幔源岩石分步加热释放 出的 气体中， H， 含量最高可达 3 5 ． 7 5 ％l 2 ， 玄武岩 中橄 榄石熔融包裹体 和超高压变质岩榴辉岩包裹 体的气液相组分中也含有高含量 的 H， l 2 ， 并被认 为是幔源流体的原始组分之一l 2 。沉积盆地内发 育的火山岩作为深部流体 的类型之一 ， 也为沉积盆 地输入了大量的 。以济阳坳陷惠民凹陷夏 3 8井区 为例， 该地 区发育 的辉绿岩侵人体分布 面积 约 2 k m ， 平均厚度约 5 0 m ] ， 据郭 占谦_ J 的预测， 仅此 一 个岩体， 就可以携带 8 9 x 1 0 6 m 氢气。因此 ， 火成岩 广泛分布的沉积盆地不但具备 发育的地质条件， 而且火山岩储层也是勘探 H 1 资源的有利 目标区。 表 2 济 阳坳 陷不 同地 区天然气 中 H 的地球化学特征 T a b l e 2 Ge o c h e mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f h y d r o g e n g a s i n n a t u r a l g a s i ny a n g De p r e s s i o n 第 6期 孟庆强， 等． 天然气中伴生氢气的资源意义及其分布 71 5 2 ． 3 裂谷地区 裂谷地区一般受拉张作用影响 ． 具有较薄的陆 壳厚度 ， 并多发育洋壳残 留， 具备较好 的 H ， 发育条 件 。较薄的陆壳厚度是深部流体发育 的较好大地 构造背景 ， 洋壳残留可以为水岩反应成因的高浓度 H ， 提供 良好的物质基础 。大陆裂谷系地 区是 目前 已知 的高含量 H ， 的主要分布 区。美 国 C F A石油 公 司在北美裂谷系中施工的 S c o t t t 1 井于 1 9 8 2年 8 月产 出了含量 约为 5 0 ％的 H ， _ 3 ⋯， 随着时 间的延 续 ， H， 的含量有所降低 ， 但仍位于 2 4 ％ 4 3 ％之间。 直到 1 9 8 7年 ， 该 地区钻井 中的 H 。 含 量仍能达 到 3 0 ％以上_ 3 。美 国地 质调查 局 K a n s a s 分 局 2 0 0 9 年在该地区进行 了以 H ， 为 目标的钻探 勘探 ， 施工 的 2个钻孔在前寒武系基底 中发现了含量最高可 达 9 0 ％的 H， ， 预计产量能达到每天 2 7 4 ～ 4 1 1 t 含 水在内 ， 显示了 良好 的开发前景。冰 岛西南部大 陆裂谷 系 H e n g i l l 地 区大陆裂谷 轴附近 的钻孔 中 H， 含量也高达 3 7 ％[ 。因此 ， 未来可 以商业化开 发的 H。 资源很有可能将首先从大陆裂谷系地质构 造环境中获得突破 。 该类型 } { 被广泛认可的成因为深源基 陛、 超基性 岩石中的橄榄石发生蛇纹石化作用形成的 式 1 E 3 1 ] 。 6 [ Mg l 5 F e o 5 S i O 4 ] 7 H 2 0 3 [ M g 3 S i 2 0 5 O H 4 ] F e 3 0 4 H2 1 位于华夏裂谷系和汾渭裂谷系E 3 3 3 上的渤海湾 盆地 、 渭河断陷等 ． 与北美 K a n s a s 裂谷系具有相似 的地质背景 ， 都具有强烈的基性 、 超基性火 山喷发 活动 ， 并且上覆 了比较厚的沉积层 ， 在适 当的地质 条件下 ， 可以作 为 的储 层， 因此 ， 极具钻遇高含 量 H， 的机会 ， 是未来 以 H， 为勘探 目标的勘探工作 的重点区域 。活动断层上方 的土 壤气 中。 H， 的浓 度变化成为判断断层活动性 的指标之一[ 3 ． 但 H ， 含量总体较低 。 2 ． 4 氢气成因的多样性 H ， 成 因类 型多样 ， 主要 可以分为有机成 因与 无机成因。有机质热降解生烃过程产生的少量 H， 及生物成 因的 H ， ， 是有机成因的主要类型 无机成 因主要是水岩反应和幔源 H， 。 以非烃气体为主的天然气 中， 主要成 因为水 岩反应和幔源岩浆的原始挥发等无机成 因。对于后 者， 这是 由于氢本身就是地球 幔源流体 的重要组 分I 3 引。理论计算表明， 幔源流体中 H， 的摩尔体积 占4 ％， 尽管深部来源的 H ， 在岩石圈一软流圈界面 之上会被氧化为 C O 或 H 0， 但研究表明， 适当条件 下， 幔源挥发分中的H ， 也可以被保存下来， 并以此 将深部流体划分 为富 C O ， 流体与富氢流体[ 3 。因 此 ， 与深部流体有关的 H， 含量变化较大。 以烃类气体为主的天然气 中的 H ， ， 其成因也 可以归结为有机成 因与无机成因。有机成 因的 H， 主要是有机质裂解生烃过程 中产生的 H ， 、 烃类物 质重整的产物和微生物生氢。烃类物质与水在适 当的温度和压力条件下产生 H ， ， 这是 目前工业 上 制备 H ， 的主要方法 [ 3 引。模拟实验条件下 ， 气态产 物 中 H ， 的成 因， 有 的 学 者 认 为 与 实 验 条 件 有 关_ 3 引 而有的学者则认为与烃类物质的快速裂解 有关 L 加 ] ， 但 H ， 的含量与温度变化之间并 没有确切 的规律可循 图 1 ， H ， 的成 因仍不 明确。一般 而 言， 生物成因的甲烷 中伴随有含量较高的 H， 。柴 达木盆 地三湖地 区的天然气 中也 发现 了少量 的 H， ， 根据天然气产 出的地质背景 ， 认为该地 区天然 气藏中的 H ， 是有机质在微生物作用下产生的_ 】 。 尽管 目前受氢 同位素测试技术的制约 ， 关于 H， 成 因来源 的判识方法仍在研究之中， 但有关全球天然 气和热流体的调查表明， 低的 H ， ／ H e 值可作为表 征幔源 H， 的特征值 _ 4 。金之钧等 在统计 了不 同地区天然气中 H ， 的地球化学特征的基础上 ， 认 为 H， ／ He 2 0 1 0 是幔源 H ， 的上限。由表 2可 知 ， 本次研究采集 的具有 R ／ R a测试值 的样 品， 其 H ， ／ He 值均小于幔源 H ， 的上限 图 2 ， 表明在高 青一平南断裂带 ， 深部流体活动使幔源 H， 混入 了 天然气 中． 而 H e的成 因具有明显的混源特征。但 该地区 H， 的分布特征及其 同位素地球化学特征． 尚需开展进一步 的细致研究 ， 以厘清幔源 H ， 影响 有机质生烃的范围和强度。 图2 济阳坳陷高青一平南断裂带天然气中 H 的地球化学特征 Fi g ． 2 Ge o c h e mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f h y d r o g e n g a s i n n a t u r a l g a s i n Ga o q i n g P i n g n a n f a u l t z o n e ， J i y a n g D e p r e s s i o n 7 1 6 石 油 雾 鲐沾届 第 3 6卷 除上述 2 种主要成因之外 ， H 的无机成因还包括 岩石的放射}生 物质产生的能量与水作用产生 ] 。 3 自然界中 H ， 的分布富集规律 由 H ， 在 自然界中的分布现状 可以得知 ， 尽管 目前关于 H ， 成因的系统研究较少 ， 但从 H ， 分布 的 大地构造背景特点可以发现 ， 沉积盆地中也可以赋 存含量高达 2 0 ％的 H ， ， 而含量超过 5 0 ％的 H ， ， 主 要分布在深大断裂发育或者受深大断裂影响较大 的地区。这首先 因为拉 张背景的深大断裂一般是 深部流体上升运移的通道 ， 从而在深大断裂发育地 区或者受深大断裂影响较大的地区， 如裂谷地 区发 育有较强烈的岩浆活动。岩浆活动具有较强 的 H， 输送能力 ， 从而能把地球 内部 的氢大量输送到地 表。其次 ， 挤压背景的深大断裂一般是板块缝合线 周缘的大断裂 ， 多能发现洋壳残 留， 而蛇绿岩作 为 洋壳 的主要组成岩石 ． 与水发生水岩反应 。 具有非 常强烈的生 H ， 的能力。因此 ， 受岩浆活动作用影响 强烈的裂谷 盆地， 是未来发现高浓度 H， 的主要区 域。同时， 受板块挤压作用影响， 在有洋壳残留的地 区也是未来高含量 H ， 发现的主力 目标区。 4 结论与建议 1 作为可燃气体 ， H ， 在欧美 以及亚洲等发达 国家和地区的商业化应用方兴未艾 ， 而且以加氢炼 化技术为方向的石油炼化业需要大量的H， ， 未来 H ， 的需求量将持续增长。 目前 H ， 主要依靠成本相对 低廉的化石燃料重整技术获得 ， 随着化石燃料的产 能与需求缺口的扩大。 以及水资源的不断短缺， 现今 的 H， 生产方式在不远的将来将受到严重挑战。 2 H ， 在不同的地质环境中广泛分布 ， 尤其是 在深部流体广泛发育的大陆裂谷地区。 多为高含量 H ， 分布的主要地区， 因此， 在大陆裂谷背景下的沉积 盆地或者具有深部流体活动的沉积盆地因具备储层 发育的条件， 是未来 H ， 资源勘探的重点区域。 3 济 阳坳陷高青一平南断裂带受深部流体 活动影响 ， 幔源 H ， 混入 天然气 中。H ， 的含量虽然 较低 。 但 H ， ／ H e的值一般均小于 2 0 1 0 ， 显示幔 源特征。同时 ， 需要对该地 区 H ， 的分布特征及 同 位素地球化学特征开展细致研究 。 4 由于 H ， 成 因复杂， 存在较多假说 ， 目前多 根据多种地质环境 因素综合判断 H ， 成因， 需要进 一 步加强 以氢 同位 素组成特征为 主的 H ， 成 因研 究 ， 厘清 H， 在不同相态间转变 的同位素分馏过程 ， 从而建立不同成因 H， 的同位素判识标准。 5 在未来的氢能经济研究领域 ， 不但要继续 加强储氢材料及技术 的研究 ， 更要加强 H 成 因研 究 ， 开展 自然界中 H ， 分布现状 的调查及分布规律 研究。研究 H， 在 自然界中的分布及富集规律 ， 预 测高含量 H 的分布 区域 ， 降低 H 勘探 风险， 为氢 能经济提供可持续、 成本相对较低的气源 ， 对发展 氢能经济、 减少碳排放具有重要的战略意义。 参 考文献 [ 1 ] J i n Z h ij u n ， Z h a n g L i u p i n g ， Y a n g L e i ， e t a 1 ． A p r e l i m i n a r y s t u d y o f ma n tl e d e riv e d flu i d s a n d t h e i r e f f e c t s o n o i l ／g a s g e n e r a t i o n i n s e d i me n t a ry b a s i n s 『 J 1 ． J o u r n a l o f P e t r o l e u m S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 4 ， 4 1 1 ／ 3 4 5 5 5 ． 『 2 ] 金之钧 ， 杨雷 ， 曾溅 辉 ， 等． 东营 凹陷深部 流体活 动及其 生烃 效应初探[ J ] ． 石油勘探与开发 ， 2 0 0 2 ， 2 9 2 4 2 4 4 ． J i n Z h ij u n ， Y ang L e i ， Z e I l g J i a n h u i ， e t a 1 ． A p r i m a r y s t u d y o f d e e p d e ri v e d fl u i d a c t i v i t y a n d t h e i r e f f e c t o n h y d r o c a r b o n g e n e r a t io n [ J ] ． P e tr o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ， 2 0 0 2 ， 2 9 2 4 2 4 4 ． [ 3 ] 金之钧， 张刘平， 曾溅辉， 等． 东营凹陷与幔源富 c 0 流体有 关的复合成因烷烃[ J ] ． 科学通报 ， 2 0 0 2 ， 4 7 1 6 1 2 7 6 1 2 8 0 ． J i n Z h u n ， Z h a n g L i u p i n g ， Z e n g J i a n h u i ， e t a 1 ． T h e c o m p o u n d e d o r i 一 n o f me t h a n e r e l a t e d t o C O2 r i c h e d ma n t l e - d e ri v e d fl u i d i n D o n g y i n g D e p r e s s i o n[J ] ． C h i n e s e S c i e n c e B u l l e t i n ，2 0 0 2 ， 4 7 1 6 1 2 7 6 1 2 8 0 ． [ 4 ] 金之钧 ， 张刘平 ， 杨雷， 等． 沉积盆地深部流体 的地球化学特征 及油气成藏效应初探[ J ] ． 地球科学 ， 2 0 0 2 ， 2 7 6 6 5 9 6 6 5 ． J i n Z h ij u n ， Z h a n g L i u p i n g ， Y a n g L e i ， e t a1． T h e p ri m a ry d i s c u s - s i o n o n t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n g e o c h e mi c a l c h a r a c t e r s a n d h y d r o e a r b o n a c c u mu l a t i o n f o r t h e d e e p - d e riv e d fl u i d i n s e d i me n t a r y b a s i n [ J ] ． E a r t h S c i e n c e ， 2 0 0 2 ， 2 7 6 6 5 9 6 6 5 ． 『 5 ] 孟庆强 ． 幔 源流体 活动 区氢气 的 同位素特 征及 其地质 意义 『 D1 ． 北京 中国石油大学 北京 ， 2 0 0 8 ． Me n g Q i n g q i a n g ． H y d r o g e n i s o t o p i c c h a r a c t e r a n d i t s g e o l o g i c a l s i g n i fi c a n c e for mant l e d e ri v e d fl u i d [D] ．B e i j i n g C h i n a P e t r o l e u m Un i v e r s i t y ， 2 0 08 ． [ 6 ] R and D A J ， D e l R M． H y d r o g e n e n e r g y c h a l l e n g e s a n d p r o s p e c t s [ M] ． C a m b ri d g e R o y a l S o c i e ty o f C h e m i s t r y P u b l i s h i n g ， 2 0 0 8 5 3 5 ． [ 7 ] B r e a k t h r o u g h T e c h n o l o g i e s I n s t i t u t e ． Wo r l d w i d e H y d r o g e n F u e l - i n g S t a t i o n s [ D B ／ O L] ． [ 2 0 1 0 0 3 0 9 ] ． h t t p ／ ／ w w w ． f u e l e e l l s ． o r g ／ i n f o ／e h a r t s ／ h 2 f u e l i n g s t a t i o n s ． p d f ． [ 8 ] I n t e r n a t i o n a l E n e r g y Ag e n c y ． Wo r l d E n e r g y O u t l o o k - 2 0 0 9[ H ／ O L ] ． [ 2 0 1 0 一o 3 1 1 ] ． h t t p ／ ／ w w w ． w o r l d e n e r g y o u t l o o k ． o r g ／ me d i a ／ we o w e b s i t e ／ 2 0 1 0 ／ we o 2 01 0 - l o n d o n - n o v 9． p d f ． [ 9 ] 韩崇仁． 加氢裂化工艺与工程[ M] ． 北京 中国石化出版社， 2 0 01 2 2 4 2 2 6． Ha n C h o n g r e n ． H y d r o c r a c k i n g t e c h n o l o g y a n d e n g i n e e ri n g [ M] ． B e i j i n g S i n o p e c P r e s s ， 2 0 0 1 2 2 4 2 2 6 ． [ 1 0 ] Wo o l n o u g h W G． N a t u r a l g as i n A u s t r a l i a a n d N e w G u in e a [ J ] ． A A P G B u