第三法国天然气热值检测服务

天然气无机成分：

地球上的所有元素都无一例外地经历了类似太阳上的核聚变的过程，当碳元素由一些较轻的元素核聚变形成后的一定时期里，它与原始大气里的氢元素反应生成甲烷。

地球深部岩浆活动、变质岩和宇宙空间分布的可燃气体，以及岩石无机盐类分解产生的气体，都属于无机成因气或非生物成因气。它属于干气，以甲烷为主，有时含CO2、N2、He及H2S、Hg蒸汽等，甚至以它们的某一种为主，形成具有工业意义的非烃气藏。

稀有气体He、Ar等，由于其特殊的地球化学行为，科学家们常把它们作为地球化学过程的示踪剂。He、Ar的同位素比值3He/4He、40Ar/36Ar是查明天然气成因的极重要手段，因沿大气→壳源→壳、幔源混合→幔源，二者不断增大，前者由1.39×10-6→>10-5，后者则由295.6→>2000。此外，根据围岩与气藏中Ar同位素放射性成因，还可计算出气体的形成年龄（朱铭，1990）。

甲烷

无机合成：CO2+H2→CH4+H2O 条件：高温（250℃）、铁族元素

地球原始大气中甲烷：吸收于地幔，沿深断裂、火山活动等排出

板块俯冲带甲烷：大洋板块俯冲高温高压下脱水，分解产生的H、C、CO/CO2→CH4

CO2

天然气中高含CO2与高含烃类气一样，同样具有重要的经济意义，对于CO2气藏来说，有经济价值者是CO2含量>80%（体积浓度）的天然气，可广泛用于工业、农业、气象、医疗、饮食业和环保等领域。中国广东省三水盆地沙头圩水深9井天然气中CO2含量高达99.55%，日产气量500万方，成为有很高经济价值的气藏。

世界上已发现的CO2气田藏主要分布在中—新生代火山区、断裂活动区、油气富集区和煤田区。从成因上看，共有以下几种：

无机成因 ：

① 上地幔岩浆中富含CO2气体当岩浆沿地壳薄弱带上升、压力减小，其中CO2逸出。

②碳酸盐岩受高温烘烤或深成变质可成大量CO2，当有地下水参与或含有Al、Mg、Fe杂质，98～200℃也能生成相当量CO2，这种成因CO2特征：CO2含量>35%，δ13CCO2>-8‰。

③碳酸盐矿物与其它矿物相互作用也可生成CO2，如白云石与高岭石作用即可。

另外，有机成因有：

生化作用

热化学作用

油田遭氧化

煤氧化作用

N2

N2是大气中的主要成分，据研究，分子氮的大浓度和逸度出现在古地台边缘的含氮地层中，特别是蒸发盐岩层分布区的边界内。氮是由水层迁移到气藏中的，由硝酸盐还原而来，其先体是NH4+。

N2含量大于15%者为富氮气藏，天然气中N2的成因类型主要有：

① 有机质分解产生的N2：100-130℃达高峰，生成的N2量占总生气量的2.0%，含量较低；（有机）

② 地壳岩石热解脱气：如辉绿岩热解析出气量，N2可高达52%，此类N2可富集；

③ 地下卤水（硝酸盐）脱氮作用：硝酸盐经生化作用生成N2O+N2；

④ 地幔源的N2：如铁陨石含氮数十～数百个ppm；

⑤ 大气源的N2：大气中N2随地下水循环向深处运移，混入多的主要是温泉气。

从同位素特征看，一般来说重的氮集中在硝酸盐岩中，较重的氮集中在芳香烃化合物中，而较轻的氮则集中在铵盐和氨基酸中。

H2S

全球已发现气藏中，几乎都存在有H2S气体，H2S含量>1%的气藏为富H2S的气藏，具有商业意义者须>5%。

据研究（Zhabrew等，1988），具有商业意义的H2S富集区主要是大型的含油气沉积盆地，在这些盆地的沉积剖面中均含有厚的碳酸盐一蒸发盐岩系。

自然界中的H2S生成主要有以下两类：

① 生物成因（有机）：包括生物降解和生物化学作用；1

② 热化学成因（无机）：有热降解、热化学还原、高温合成等。根据热力学计算，自然环境中石膏（CaSO4）被烃类还原成H2S的需求温度高达150℃，因此自然界发现的高含H2S气藏均产于深部的碳酸盐—蒸发盐层系中，并且碳酸盐岩储集性好。