氦(He)在整個宇宙中占23%,含量僅次于氫,但氦氣濃度低,為一種稀有氣體。目前,具有工業(yè)價值的氦(>0.1%)主要提取自天然氣藏,含量比較高可達7.5%。近幾年來,液化天然氣(LNG)產業(yè)興起,在LNG尾氣中氦氣可以豐富,可以進一步降低氦的工業(yè)標準。鹽城高純氦
目前,對氦隱藏形成的研究相對較弱。一般認為,富鈾釷礦物和巖石可以產生大量氦,并在漫長的地質歷史中部分保存;在劇烈的地球活動中,氦會集中釋放并溶解在地下水中;如果能將其運輸到天然氣隱藏中,就可以形成富氦天然氣隱藏;氦分子半徑小,需要覆蓋層具有較強的封閉能力,如石膏和巖層。
隨著科學技術的不斷進步,從2001年到2016年,世界氦的年產量越來越多地應用于低溫超導、核工業(yè)、航空航天、工業(yè)生產和科研領域,因為它的低沸點、小分子和化學惰性。其中,醫(yī)院核磁共振(MRI)掃描儀是液氦比較大的消費群體,與人體健康密切相關。我國是一個貧窮的氦國家,國內氦氣消費主要依靠進口,受人。此外,氦氣的開采可以大大提高氦氣天然氣的經濟價值。根據現有數據,中國八個盆地發(fā)現了氦氣天然氣,包括渭河、四川、塔里木、柴達木、松遼、渤海灣、蘇北和海拉爾。
液氦的沸點極低(4.25K),使其成為高科技領域的寵兒:一是低溫超導。在磁共振成像(MRI)中,液氦溫度極低,可為超導磁體提供低溫環(huán)境。只有在液氦低溫下,才能穩(wěn)定地運行,產生穩(wěn)定的磁場,保證高分辨率成像,才能保證高分辨率成像。二是低溫冷卻。
液氦廣泛用于原子反應堆的冷卻介質和清洗劑。三是測溫。由于氦氣的液化溫度很低,接近于零度,故其測溫范圍很廣,多用于精密測量。
氦氣具有化學惰性,常被用做半導體工業(yè)的保護氣和科學實驗中的載體氣。氦氣可以隔絕氧氣,避免電焊工件、單質硅和氧氣發(fā)生化學反應。目前,保護氣已成為氦氣的第二大應用領域。在氣相色譜中,氦作為載體氣可以在不與之反應的情況下運輸被測氣體。
氦分子是比較小的,因此它具有比較強的穿透能力和比較小的密度。用于管道泄漏檢測,可以解決僅依靠聲波檢測技術無法解決的問題。對于深埋管道或熱、輸油、輸氣管道,特別是低壓運行管道,具有明顯的檢測效果。
此外,氦氣在高真空裝置、核反應堆、宇宙飛船中用作檢漏劑和掃氣。氦氣密度比空氣小很多,常被充入氣球和飛艇,帶人們在空中飛翔。氦熱氣球和飛艇比氫熱氣球和飛艇更安全,因為它的化學性質不活潑。
氦氣難溶于水,可以與氧氣混合制成“人造空氣”??諝庵械牡獨猓諝庵械牡獨鈺芙庠谘褐?。當潛水員漂浮時,壓力會降低,血液中的氮氣會一個接一個地逸出,形成氣泡,堵塞血管,使?jié)撍畣T患上極不舒服的減壓。
氦氣在高壓下溶解度低,所以用它來代替氮氣就可以解決這一問題。
根據美國地質調查局的數據,目前已檢測到的全球氦氣資源約為519億立方米。盡管經過60多年的大規(guī)模開采,美國是世界上氦資源比較豐富的國家,但氦資源仍占世界資源總量的40%以上。美國、阿爾及利亞、卡塔爾和俄羅斯有88%的氦氣資源,根據美國地質調查局2016年的調查報告。全球氦資源分布如下:美國206億立方米米,阿爾及利亞82億立方米,俄羅斯68億立方米,加拿大20億立方米,中國11億立方米,其他國家31億立方米。根據中國主要含有油氣的盆地的氦氣天然氣數據,氦氣分布廣泛,層但研究水平較低。目前已知八個盆地發(fā)現了氦氣天然氣顯示,包括渭河、四川、塔里木、柴達木、松遼、渤海灣、蘇北、海拉爾。一般來說,東部郯廬斷裂帶的前景是西部大型疊合盆地和氦氣資源。四川盆地威遠氣田是我國實現氦氣商業(yè)化利用的氣田,也是我國的氦氣田。雖然中國的一些油氣儲存和非碳氫化合物儲存的天然氣成分的氦含量高,資源潛力大,但長期以來沒有引起重視。氦不是一個分析項目,因此氦的家庭背景并不清楚。因此,在油氣藏勘探開發(fā)過程中,要重視天然氣成分中氦的檢測和分析,開發(fā)先進的氦提取技術,充分分離天然氣中的氦資源,提高氦資源開發(fā)和綜合利用綜合利用的效率,注重氦氣藏勘探和研究,從理論上指導氦氣藏勘探和開發(fā)。