石油勘探与开发 >

2024 , Vol. 51 >Issue 2: 223 - 233

DOI: https://doi.org/10.11698/PED.20230669

油气勘探

中国大气田烷烃气碳同位素组成的若干特征

  • 戴金星 , 1 ,
  • 倪云燕 , 2 ,
  • 龚德瑜 1 ,
  • 黄士鹏 1 ,
  • 刘全有 3 ,
  • 洪峰 1 ,
  • 张延玲 1
展开
  • 1 中国石油勘探开发研究院，北京 100083
  • 2 中国石油大学（北京），北京 102249
  • 3 北京大学，北京 100871
倪云燕（1977-），女，浙江温州人，博士，中国石油大学（北京）教授，主要从事油气地球化学研究工作。地址：北京市昌平区府学路18号，中国石油大学（北京），邮政编码：102249。E-mail:

戴金星（1935-），男，浙江温州人，中国科学院院士，中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师，从事天然气地质与地球化学研究工作。地址：北京市海淀区学院路20号，中国石油勘探开发研究院院部，邮政编码：100083。E-mail:

Copy editor: 魏玮

收稿日期: 2023-12-01

  修回日期: 2024-02-29

  网络出版日期: 2024-04-03

基金资助

国家自然科学基金(41472120)

国家自然科学基金项目面上项目(42272188)

中国石油油气和新能源分公司科技专项(2023YQX10101)

国家自然科学基金石化联合基金集成项目(U20B6001)

收起

Characteristics of carbon isotopic composition of alkane gas in large gas fields in China

  • DAI Jinxing , 1 ,
  • NI Yunyan , 2 ,
  • GONG Deyu 1 ,
  • HUANG Shipeng 1 ,
  • LIU Quanyou 3 ,
  • HONG Feng 1 ,
  • ZHANG Yanling 1
Expand
  • 1 PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Beijing 100083, China
  • 2 China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
  • 3 Peking University, Beijing 100871, China

Received date: 2023-12-01

  Revised date: 2024-02-29

  Online published: 2024-04-03

Fold

摘要

勘探开发大气田是一个国家快速发展天然气工业的重要途径。1991年至2020年，中国新探明大气田68个，促进2020年产气1 925×108 m3，成为世界第4产气大国。基于中国70个大气田的1 696个气样组分和烷烃气碳同位素组成数据，获得中国大气田烷烃气碳同位素组成特征：①δ13C1、δ13C2、δ13C3和δ13C4的最轻值和平均值，随分子中碳数逐增而变重，而δ13C1、δ13C2、δ13C3和δ13C4的最重值，随分子中碳数逐增而变轻。②中国大气田δ13C1值的分布区间为−71.2‰~−11.4‰，其中生物气δ13C1值的分布区间为−71.2‰~−56.4‰；油型气δ13C1值的分布区间为−54.4‰~−21.6‰；煤成气δ13C1值的分布区间为−49.3‰~−18.9‰；无机成因气δ13C1值的分布区间为−35.6‰~−11.4‰；根据这些数据编制了中国大气田的δ13C1值尺图。③中国天然气δ13C1值的分布区间为−107.1‰~−8.9‰，其中生物气δ13C1值为−107.1‰~−55.1‰；油型气δ13C1值为−54.4‰~−21.6‰；煤成气δ13C1值为−49.3‰~−13.3‰；无机成因气δ13C1值为−36.2‰~−8.9‰；根据上述数据编制了中国天然气的δ13C1值尺图。

关键词： 中国; 大气田; 生物气; 油型气; 煤成气; 无机成因气; 烷烃气; 碳同位素组成; δ13C1值尺

本文引用格式

戴金星 , 倪云燕 , 龚德瑜 , 黄士鹏 , 刘全有 , 洪峰 , 张延玲 . 中国大气田烷烃气碳同位素组成的若干特征[J]. 石油勘探与开发, 2024 , 51(2) : 223 -233 . DOI: 10.11698/PED.20230669

Abstract

Exploration and development of large gas fields is an important way for a country to rapidly develop its natural gas industry. From 1991 to 2020, China has discovered 68 new large gas fields, boosting its annual gas output to 1 925×108 m3 in 2020, making it the fourth largest gas producing country in the world. Based on 1696 molecular components and carbon isotopic composition data of alkane gas in 70 large gas fields in China, the characteristics of carbon isotope composition of alkane gas in large gas fields in China were obtained. The lightest and average values of δ13C1, δ13C2, δ13C3 and δ13C4 become heavier with increasing carbon number, while the heaviest values of δ13C1, δ13C2, δ13C3 and δ13C4 become lighter with increasing carbon number. The δ13C1 values of large gas fields in China range from -71.2‰ to -11.4‰ (specifically, from -71.2‰ to -56.4‰ for bacterial gas, from -54.4‰ to -21.6‰ for oil-related gas, from -49.3‰ to -18.9‰ for coal-derived gas, and from -35.6‰ to -11.4‰ for abiogenic gas). Based on these data, the δ13C1 chart of large gas fields in China was plotted. Moreover, the δ13C1 values of natural gas in China range from -107.1‰ to -8.9‰, specifically, from -107.1‰ to -55.1‰ for bacterial gas, from -54.4‰ to -21.6‰ for oil-related gas, from -49.3‰ to -13.3‰ for coal-derived gas, and from -36.2‰ to -8.9‰ for abiogenic gas. Based on these data, the δ13C1 chart of natural gas in China was plotted.

Key words： China; large gas field; bacterial gas; oil-related gas; coal-derived gas; abiogenic gas; alkane gas; carbon isotopic composition; δ13C1 chart

0 引言

勘探开发大气田是一个国家快速发展天然气工业的重要途径。不同国家和学者划分大气田的储量标准不同。中国把探明地质储量大于300×108 m3的气田称为大气田。1949年中国累计探明天然气地质储量仅为3.8×108 m3，年产气0.11×108 m3，为贫气国。直至1990年中国累计探明天然气地质储量只有7 045×108 m3，年产气152×108 m3，仍为贫气国，因为这时全国仅探明6个大气田[1]，而这些大气田中没有一个储量超过1 000× 108 m3。1991年至2020年30年间，中国新探明大气田68个，大部分投入开发，促进2020年产气1 925×108 m3，成为世界第4产气大国。不仅近30年间发现大气田数大大增加了，而且探明地质储量大于5 000×108 m3的一些超大型气田，如苏里格气田（20 665.55×108 m3）、安岳气田（12 626.47×108 m3）和克拉苏气田（8 266.48× 108 m3）等，此3大气田2020年共产气522.83×108 m3，占当年全国产气量的27.2%[2]，这说明大气田对发展天然气工业的重大作用，为实现“双碳”目标作出重要贡献。
勘探开发大气田快速发展天然气工业的国家在世界也不乏实例。苏联（俄罗斯）在20世纪50年代初，探明天然气储量不足2 230×108 m3，年产气仅57×108 m3，是个贫气国。但1960—1990年，由于发现和开发了40多个超大型、特大型和大型气田，天然气储量从18 548×108 m3增加到453 069×108 m3，由于这些大气田投入开发，1983年苏联天然气年产量超过美国，成为世界第一产气大国[1]。俄罗斯蕴有原始可采储量大于1×1012 m3超大型气田8个而占世界首位（见表1）。这些超大型气田开发对该国和世界天然气产量具有重大作用。其中，乌连戈伊气田和亚姆堡气田在1999年共产气3 407×108 m3，是当时世界年产量最多的两个气田。此两气田产气量分别占该年俄罗斯和世界总产气量的58.8%和14.4%[3]。从1966—1987年在西西伯利亚盆地发现了原始可采储量大于1×1012 m3的8个超大型气田，其中5个从1971年至2012年先后投入开发，至2021年底共产出天然气154 603×108 m3（见表1）[4]，是2021年世界总产气量40 369×108 m3的3.83倍，保障了俄罗斯近半个世纪以来成为世界产气第1或第2地位。乌连戈伊气田和亚姆堡气田至2021年底分别累积产气69 741.58×108 m3和41 197.92×108 m3，成为世界上累产天然气第1和第2的大气田。
表1 西西伯利亚盆地原始可采储量大于1×1012 m3超大型气田[4]
气田名称 发现
年份		 原始可采储量/
108 m3		 投产
年份		 累计产气量/
108 m3		 截止
年份
乌连戈伊 1966 109 812.30 1978 69 741.58 2021
亚娒堡 1969 58 867.30 1984 41 197.92 2021
波瓦年科夫 1971 38 649.48 2012 6 670.55 2021
扎波利亚尔 1965 31 374.88 2001 18 026.29 2021
麦德维热 1967 21 618.74 1971 18 966.92 2021
哈拉萨维伊 1974 12 455.00
Kruzenshtern 1976 11 768.53
科维克金 1987 14 843.38

1 中国大气田及天然气组分

根据中国9个盆地（塔里木、准噶尔、柴达木、四川、鄂尔多斯、松辽、莺琼、珠江口、渤海湾（渤中坳陷））中70个大气田（见图1）的1 696个气样组分[2]，编制了中国大气田天然气组分含量柱状图（见图2）。由图2可见：中国大气田的天然气组分以烷烃气为主，甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的最高含量分别为99.97%，13.15%，6.76%，5.84%；甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的平均值分别为88.88%，2.74%，0.78%，0.37%。非烃组分含量中CO2、N2和H2S平均含量分别为3.71%，2.98%，3.36%。由于H2S几乎仅存在于碳酸盐岩储层中[5]，故仅在276个气样存在，而其他组分气样均在1 481个以上。分析图2中烷烃气各组分含量，可见两个规律：①烷烃气随其分子中碳数的增加，平均组分含量依次下降；②烷烃气最高含量也呈现出相似特征，即CH4到C4H10的最高含量也依次递减。
图1 中国大气田与分布示意图（未包括煤层气大气田和东海盆地2个大气田）

塔里木盆地（10个气田）：1—克拉2，2—迪那2，3—克拉苏，4—大北，5—中秋，6—塔中1号，7—和田河，8—柯克亚，9—阿克莫木，10—玉东；准噶尔盆地（1个气田）：11—克拉美丽；柴达木盆地（4个气田）：12—东坪，13—台南，14—涩北1，15—涩北2；四川盆地（27个气田）：16—新场，17—成都，18—邛西，19—洛带，20—安岳，21—磨溪，22—合川，23—广安，24—龙岗，25—元坝，26—八角场，27—普光，28—铁山坡，29—渡口河，30—罗家寨，31—大天池，32—卧龙河，33—威远，34—涪陵，35—长宁，36—长宁-上罗，37—太阳，38—大池干，39—中江，40—威远（页岩气田），41—威荣，42—川西；鄂尔多斯盆地（15个气田）：43—苏里格，44—乌审旗，45—大牛地，46—神木，47—榆林，48—米脂，49—子洲，50—靖边，51—柳杨堡，52—延安，53—东胜，54—宜川，55—庆阳，56—大吉，57—临兴；松辽盆地（4个气田）：58—徐深，59—龙深，60—长岭1号，61—松南；渤海湾盆地（1个气田）：62—渤中19-6；珠江口盆地（1个气田）：63—荔湾3-1；莺-琼盆地（7个气田）：64—陵水17-2，65—陵水25-1，66—东方1-1，67—东方13-2，68—乐东22-1，69—崖13-1，70—乐东10-1

图2 中国大气田气组分含量柱状图（括号内为气样数量）

2 中国大气田的烷烃气碳同位素组成特征

根据中国大气田1 390个气样δ13C1−4值[2]，研编了δ13C1−4箱线图（见图3）。由图3可见：大气田δ13C1值为−71.2‰~−11.4‰，平均值-33.2‰。最轻值−71.2‰在柴达木盆地台南气田台1-2井；最重值−11.4‰在松辽盆地长岭Ⅰ号气田长深104井（见表2）。大气田δ13C2值为−52.3‰~−13.8‰，平均值为−26.5‰。大气田δ13C3值为−51.6‰~−14.2‰，平均值为−24.9‰。大气田δ13C4值为−34.4‰~−16.0‰，平均值为−23.2‰。由图3可见烷烃气碳同位素组成的特征：①甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的碳同位素最轻值和平均值随着分子中碳数逐增而变重，而甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的碳同位素最重值随着分子中碳数逐增而变轻。②甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的最大值和最小值的区间值（本文中“区间值”含义为最大值与最小值之差）分别为59.8‰，38.5‰，37.4‰，18.4‰，由大变小。
图3 中国大气田C1—4碳同位素箱线图
表2 中国大气田天然气组分及碳同位素组成
盆地 气田 井号 层位 天然气主要组分/% δ13C/‰ 气类型 R/Ra
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2 N2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2
鄂尔多斯 苏里格 鄂58 P2x 89.60 3.93 0.82 0.15 0.07 4.64 −31.9 −23.6 −23.4 煤成气
苏172 P1s 94.12 3.02 0.50 0.07 0.06 2.08 −27.3 −23.0 −26.1
桃5 P2x 90.90 4.69 0.83 0.23 0.76 2.10 −36.5 −23.2 −24.5 −22.3
东胜 J26 P2x 93.66 3.59 0.81 0.30 0.35 1.16 −32.0 −25.4 −24.8 −23.8 −9.9
J55 P1s 83.48 7.14 1.86 0.56 0.03 6.76 −36.2 −24.8 −26.4 −28.8
乌审旗 召4 P2x 90.70 5.46 1.09 0.46 0.45 0.81 −31.3 −23.7 −23.0 −22.5
召探1 O1m54−6 82.16 0.70 0.01 0.04 0.01 0.06 −37.5 −27.8 −24.3 −20.3
大牛地 DG3 O1m5 91.97 2.80 0.50 0.27 3.89 0.47 −40.1 −24.2 −22.8
D66-52 O1m5 93.34 3.49 0.79 0.31 1.56 0.38 −37.6 −29.8 −27.3
D66-38 O1m5 91.66 5.09 1.33 0.50 0.27 1.08 −40.3 −33.6 −28.9 油型气 0.026
榆林 榆27-01 O1m51+2 95.00 1.34 0.21 0.06 3.26 0.12 −33.1 −30.8 −28.8 −20.0 −3.4
榆27-11 P1s2 92.47 4.24 0.91 0.33 1.64 0.24 −29.8 −25.2 −23.7 −22.8 −7.4 煤成气
神木 神24 P1t −31.5 −25.0 −23.2
双72 P1t −40.7 −25.6 −25.1 −25.8
临兴 LX-105-2D P2x 95.28 2.77 0.74 0.19 0 0.87 −30.3
LX-46 C2b 91.95 0.27 0 0 4.62 3.16 −46.5 −17.6
子洲 洲28-43 P1s 90.44 5.42 1.54 0.65 −30.2 −22.7 −22.2 −20.2
洲16-19 P1s 91.53 1.16 0.39 −34.5 −24.3 −21.7 −21.7
米脂 麒参1 P2x −29.2 −22.4 −23.0
米3 P2x 87.31 6.61 1.98 0.85 0.01 2.09 −44.0 −34.7 −31.7 −32.5
大吉 D6-2B P2sh7 98.85 0.54 0.04 0.01 0.56 0 −25.3 −29.3 −29.8
D2-6A-6 P1t 97.81 0.20 0.01 1.70 0.28 −29.3 −34.3 −32.9
宜川 宜8 P1s2 −31.0 −31.4
宜32 C2b 99.19 0.26 0.02 0 0.43 0.04 −33.0
延安 Y175 C2b 96.49 0.62 0.05 2.24 0.59 −27.5 −33.4 −33.3
Sh37 C2b 96.60 0.42 0.03 2.73 0.22 −30.8 −37.1 −37.3 −2.1
鄂尔多斯 庆阳 陇84 P1s1 87.50 1.42 0.18 2.96 7.81 −24.9 −28.7 −31.2 煤成气
陇47 P1t 89.26 4.07 0.64 0.14 −33.2 −40.8 −39.1 0
柳杨堡 定北26 P1s2 92.89 1.61 0.24 0.03 4.22 0.99 −28.6 −24.2 −24.0
柳平4T P1t2 96.71 1.60 0.23 0 0.09 0.77 −30.6 −25.3 −28.0
靖边 G49-13 O1m51 93.31 0.70 0.07 0.01 5.55 0.31 −27.6 −32.7 −30.1 −27.7 −0.5 油型气
陕2 O1m 92.11 3.45 0.42 0.28 0.31 3.31 −41.4 −31.0 −25.6 −23.5
四川
 安岳 MX11 Z2dn2 89.87 0.03 7.02 1.92 −32.0 −26.8
MX121 Z2dn2 94.03 0.08 4.56 0.53 −34.1 −31.9
MX206 —C 1l 95.37 0.09 2.96 0.58 −32.1 −31.9
MX31 —C 1l 95.67 0.11 2.66 0.75 −33.6 −31.5
威远 威27 Z2d 85.85 0.17 0 4.70 7.81 −32.0 −31.2
威63 Z2d −32.8
大天池 天东2 C2h1 −31.4 −35.6
天东93 C2h1 −35.1 −37.4 −34.5
卧龙河 卧55 P3ch 95.32 1.09 0.26 0.16 0.11 2.26 −31.7 −30.6
卧70 C2hl 97.06 0.82 0.10 0 1.46 0.56 −36.8 −33.4 −25.1 −28.5
普光 P401-1 T1f1−3 83.95 0.05 0 7.35 2.84 −31.4 −31.6 −1.1
P105-2 T1f1−2 70.44 1.10 0.29 8.64 2.37 −35.6 −27.2
铁山坡 坡2 T1f 78.52 0.05 0.03 5.87 0.98 −29.5
坡1 T1f 78.38 0.05 0.02 6.36 0.92 −30.1
渡口河 渡2 T1f 78.74 0.03 0.01 3.29 1.60 −29.5
五宝浅1-2 J2s 94.05 3.51 0.86 0.22 0 1.20 −34.2 −29.1 −26.3 −25.4
罗家寨 罗家7 T1f 81.37 0.07 0 0 6.74 1.34 −30.3 −29.4
黄龙8 P2ch 95.85 0.15 0 0 2.68 0.48 −33.6
元坝 YL10 T3x3 98.04 0.62 0.04 0 1.01 0.29 −26.0 −22.9 −0.3 煤成气
YB221 T3x3 94.40 2.02 0.25 0.06 2.10 1.09 −33.8 −20.7 −20.6 1.3
龙岗 龙岗61 T1f 94.95 0.08 1.84 0.09 −27.4 −22.2 1.9
龙岗001-6 T1f 95.24 0.20 0.02 3.90 0.62 −37.8 −26.4 0.2
川西 Yas1-3 T2l43 87.20 0.11 6.09 0.94 −30.6 −32.9 油型气
YS-3 T2l43 88.13 0.12 1.44 5.79 1.44 −31.8 −32.6
磨溪 磨深1-1 T1j −31.4 −32.1
磨64 T1j −42.5 −28.2 −25.3
新场 XC134 J2s −32.7 −25.7 −23.6 −18.9 煤成气
XC134-2 J2s 93.08 5.02 0.82 0.40 0.44 0.16 −36.7 −24.4 −23.4 −19.3 −11.3
邛西 QX14 T3x2 96.50 1.57 0.12 0.06 1.54 0.23 −30.5 −24.1 −23.8 −5.0
平落2 J2s 93.55 4.01 0.57 0.20 0.02 1.62 −39.2 −25.5 −21.9 −21.2
合川 合川5 T3x2 88.75 5.25 0.98 0.47 0.19 3.79 −37.9 −24.9 −22.1 −21.6
合川1 T3x2 87.57 7.40 2.68 1.04 0.04 0.46 −42.8 −26.6 −22.7 −22.2
广安 广安11 T3x6 −37.1 −27.4 −22.7 −23.6
广安14 T3x6 88.83 5.76 1.32 0.46 −42.0 −25.9 −21.7 −20.7
八角场 角6 Jt4 −36.5 −26.0
角37 Jt4 −43.1 −32.9 −30.2 −29.3 油型气
成都 马蓬46 J3p 94.60 3.05 0.68 0.27 0.03 1.22 −31.1 −25.4 −21.0 煤成气
马蓬13 J3p 93.53 4.14 0.92 0.33 0 0.90 −33.5 −25.3 −19.4
中江 JS21-6HF J2s −30.4 −25.3 −22.7
JS24-3H J2s −38.6 −26.2 −22.9
洛带 L75 J3p 89.69 5.98 1.85 0.77 0 1.24 −32.5 −23.7 −20.9 −20.0
LS24D J3sn 92.43 4.03 0.95 0.23 0 1.81 −36.3 −23.6 −19.6 −21.0
涪陵
页岩气		 JY2 O3w−S1l −22.7 −37.6 −38.8 油型气
JY3 O3w−S1l −33.8 −38.6 −38.2
长宁
页岩气		 Z104 S1l 99.25 0.52 0.01 0.07 −26.7 −31.7 −33.1 3.8
NH10-1 S1l 98.66 0.51 0.05 0.70 0.08 −29.8 −34.5 −36.2 −1.4
长宁上罗
页岩气		 SL08 S1l 97.18 0.63 2.19 −21.6 −30.6 −8.3
SL08H8 S1l 96.87 0.35 0.25 2.53 −32.0
太阳
页岩气		 YS116H O3w−S1l −28.8 −33.9 −35.0 −18.7
阳103 O3w−S1l 97.09 0.79 0 0.09 −32.8 −36.6 −37.1 −16.3
威远
页岩气		 威204H6-1 O3w−S1l 98.24 0.56 0.03 0.50 0.67 −34.3 −37.6 −41.8 −9.7 0.03
威201 O3w−S1l 99.09 0.48 0.42 0.01 −37.3 −38.2 −0.2
威荣
页岩气		 WY1 −28.7 −35.3
WY23-6HF 96.40 0.41 1.68 0.67 −36.6 −38.1 −41.4
塔里木 克拉苏 克深105 K1bs 95.94 0.47 0.03 0.01 2.36 1.14 −25.7 −13.8 煤成气
博孜3 K1bs 86.64 6.53 1.65 0.36 0.26 3.11 −35.6 −25.1 −23.2 −22.9
克拉2 克拉201 K1bs 96.88 0.91 1.00 0 0 1.21 −27.3 −19.0 −19.5 −21.2 −18.6
克拉2 K1bs −28.2 −18.9 −19.2 −20.9 −15.4
迪那2 DN204 E1−2km 86.90 7.40 0.92 0.62 0.89 2.95 −34 −23.1 −20.8 −20.4 −12.4
DN2 N1j 87.93 7.25 1.40 0.59 0.81 1.55 −36.9 −21.3 −24.4 −24.7 −15.7
大北 大北104 K1bs 95.60 0.19 0.01 0.01 1.67 2.02 −26.7 −19.2
大北1 K1bs 94.29 3.43 0.41 0.11 0.37 1.20 −33.1 −21.4
中秋 中秋101 90.93 4.73 1.00 0.39 0.76 1.70 −32.3 −20.3 −18.6 −20.3
中秋1 −32.6 −22.3 −20.7 −20.6
玉东 玉东5 E 89.15 5.51 1.14 0.48 0.11 2.98 −33.1 −22.5 −20.7 −20.9
玉东1 E 89.95 5.51 1.14 0.46 0.10 2.18 −35.0 −22.5 −21.5 −22.6
柯克亚 柯8001 N1x8 87.34 6.40 2.28 1.22 0.07 1.84 −34.2 −25.7 −23.2 −23.2
柯18 N1x 84.05 8.99 1.93 0.73 3.98 −38.5 −26.4 −25.1
阿克莫木 阿克1 K2 −23.0 −20.2 −4.6
阿克1 K2 −25.6 −21.9 −15.6
塔中I号 ZG2 O3l 89.79 1.39 0.30 0.24 1.24 6.74 −32.6 −30.0 −39.3 −29.3 −2.7 油型气
TZ45 O3l 84.21 4.43 1.62 1.03 2.61 4.80 −54.4 −38.2 −32.0 −30.7
和田河 玛8 O 75.71 0.51 0 0 14.03 9.75 −34.6 −38.1 −35.4 −31.6
玛2 C 78.31 1.71 0.14 0 0.19 19.65 −39.6 −36.5 −30.8 −27.6 1.17
准噶尔 克拉美丽 滴西26 C 88.89 4.49 1.29 1.58 2.75 0.09 −28.5 −25.6 −24.0 −15.1 煤成气 0.06
滴403 C 88.89 4.87 1.83 1.10 2.18 0.07 −31.3 −27.5 −24.6
柴达木 台南 台深1 Q 50.07 0.80 0.12 4.84 35.07 −56.4 −32.3 −31.0 生物气
台1-2 98.66 0.06 0 1.27 −71.2 −52.3 −35.1
涩北一号 涩27 Q 99.93 0.04 0.03 −60.5 −10.6
涩0-12 Q 99.89 0.10 0.01 −70.4 −44.7 −34.1
涩北二号 涩中9 Q 99.31 0.69 −63.0
涩深17 Q 99.62 0.14 0.03 0.15 0.06 −69.7 −42.4 −33.2 −3.2
东坪 坪3H-6-1 基岩 73.82 0.96 0.19 0.11 0.01 24.08 −18.9 −24.3 煤成气
牛1-2-2 J 81.21 8.99 4.28 1.76 0.30 3.05 −38.0 −26.1 −24.1 −23.9
松辽 徐深 隆探2 基底 93.46 2.90 0.38 0.14 0.06 2.00 −20.9 −27.7 −30.1 混合气
徐深19 K1yc 3.48 0.03 0 0 95.82 0.67 −35.6 −34.7 −4.6
长岭Ⅰ号 长深104 K1yc −11.4 −23.0 −27.8
CS1 K1yc −26.5 −29.6 −7.2
松南 腰登3HF K1d 75.13 1.32 0.08 0.02 16.67 6.73 −19.1 −27.9 −29.7 −8.8 2.21
腰登4HF K1d 74.39 1.30 0.07 0.02 16.81 6.79 −25.1 −29.3 −32.4 −9.8 1.11
龙深 龙深3 K1yc 78.65 12.00 3.78 1.42 1.23 2.50 −29.1 −25.7 −23.9 −24 0.7
龙深1 K1sh −39.2 −27.9 −26.4 −25.6
莺−琼 崖13−1 YC13-1-1 E3ls3 89.81 2.64 1.21 0.76 0.17 4.65 −34.4 煤成气
YC13-1-6 E3ls3 82.96 4.80 1.81 0.88 8.33 0.26 −40 −24.9 −23.7 −23.8
东方1−1 东方1-1-7 N2ygh 35.84 1.28 0.15 0 56.89 5.30 −31.8 −23.7 −23.3 −23.6 −3.4
东方1-1-9 N2ygh 80.80 0.20 0 0 0.40 18.20 −40.5 −21.8 −18.6
乐东22−1 乐东22-1-1 N2ygh1 13.44 0.54 0.03 0 80.42 5.29 −26.9 −22.0 −2.2
乐东22-1-5 Qld2 84.27 0.96 0.23 0.05 0.71 13.32 −49.3 −23.5 −21.7 −20.8
乐东10−1 乐东10-1-10 N1hl2 25.43 0.17 0.02 0 70.10 4.28 −29.0 −19.6 −1.8
乐东10-1-5 N1hl2 41.31 1.55 0.24 0.02 54.26 2.59 −33.7 −27.2
东方13−2 东方13-2-2 N1hl1 84.28 1.46 0.83 0.39 2.27 10.65 −30.4 −26.0 −25.4 −25.7 −10.9
东方13-2-6 N1hl1 78.72 1.35 1.25 0.86 2.59 14.96 −39.0 −27.4 −28.0 −27.2 −10.4
陵水17−2 LS17-2-1 N1hl 93.25 0.21 0.62 −36.8 −23.6 −22.2 −21.5
LS17-2-8 N1hl 85.18 4.63 1.82 0.94 0.22 5.09 −40.0 −25.9 −24.3 −24.0 −17.8
陵水25−1 LS25-1-2 N1hl 78.74 4.65 1.30 0.59 9.26 1.05 −36.0 −25.6 −23.1 −22.5 −4.5
LS25-1-1 N1hl 87.31 4.70 1.63 0.76 2.83 1.58 −39.4 −25.4 −23.3 −22.6 −9.0
珠江口 荔湾3−1 LW3-1-1 N1z 86.29 5.18 1.74 0.86 3.07 0.10 −36.6 −29.1 −27.4 −26.9 −6.1
LW3-1-2 N1z 87.41 5.67 1.61 0.57 3.13 1.41 −38.0 −29.0 −28.6 −29.5 −3.9
渤海湾 渤中19−6 O Ar 79.79 8.48 2.88 1.34 6.76 0.05 −37.0 −27.3 −26.6 −27.2
B Ar 77.78 8.22 2.78 1.28 9.19 0.12 −39.2 −25.8 −24.6 −24.1

注：70个气田中每个气田，仅选δ13C1最重值和最轻值两口井。P2x—二叠系下石盒子组；P1s—二叠系山西组；O1m5—奥陶系马家沟组五段；P1t—二叠系太原组；C2b—石炭系本溪组；P2sh7—二叠系上石盒子组7段；Z2dn2—震旦系灯影组二段；—C1l—寒武系龙王庙组；Z2d—灯影组；C2h1—石炭系黄龙组一段；T1f1-3—三叠系飞仙关组一段—三段；J2s—侏罗系沙溪庙组；P2ch—二叠系长兴组；T3x—三叠系须家河组；T2l—三叠系雷口坡组；T1j—三叠系嘉陵江组；Jt4—侏罗系自流井组四段；J3p—侏罗系蓬莱镇组；J3sn—侏罗系遂宁组；O3w—奥陶系五峰组；S1l—志留系龙马溪组；K1bs—白垩系巴什基奇克组；E1-2km—古近系库姆格列木群；E—古近系；N1x8—新近系西河甫组8段；K2—上白垩统；O3l—奥陶系良里塔格组；O—奥陶系；C—石炭系；Q—第四系；J—侏罗系；K1yc—白垩系营城组；K1d—白垩系登娄库组；K1sh—白垩系沙河子组；E3ls3—古近系陵水组3段；N2ygh—新近系莺歌海组；Qld2—第四系乐东组2段；N1hl2—新近系黄流组2段；N1z—新近系珠江组；Ar—太古宇

甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的碳同位素值随分子中碳数逐增而变重（δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4），称为正碳同位素系列，如图3中最轻值；有机成因甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的碳同位素值随分子中碳数逐增而变轻（δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4），称为次生负碳同位素系列，如图3中最重值。
关于上述两规律的形成，主要受烷烃气形成温度、扩散速度变化和13C组成分子扩散速度变化有关。
煤成气和页岩气（油型气）在低成熟、成熟和高成熟阶段形成的烷烃气具正碳同位素系列（δ13C1< δ13C2< δ13C3<δ13C4）。图3中最轻值δ13C1值为−71.2‰，是生物气；δ13C2值为−52.3‰、δ13C3值为−51.6‰，是成熟气特征，δ13C4值为−34.4‰，是成熟气或高成熟气的特征，均说明最轻值成气在低温—成熟温度范畴形成，故具有δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4的特征。但当煤成气和页岩气（油型气）在过成熟阶段形成，则烷烃气具有次生负碳同位素系列特征（δ13C1>δ13C2>δ13C3> δ13C4）。图3中δ13C1最重值，如δ13C1值为−11.4‰，具有过成熟环境形成的特点。
分子的扩散受相对分子质量和分子大小的影响，相对分子质量大比小的扩散慢。烷烃气分子中随碳数增大相对分子质量增大，分子直径也增大，故CH4、C2H6、C3H8、C4H10扩散速度依次降低。
CH4、C2H6、C3H8和C4H10中有12C和13C以下分子组构型式：
CH4→12CH4、13CH4
C2H6→12C12CH6、12C13CH6、13C13CH6
C3H8→12C12C12CH8、12C12C13CH8、12C13C13CH8、 13C13C13CH8
C4H10→12C12C12C12CH10、12C12C12C13CH10、 12C12C13C13CH10、12C13C13C13CH10、13C13C13C13CH10
由于12C的质量小于13C，所以12CH4质量小于13CH4而导致前者扩散速度快于后者，使CH4集群碳同位素产生分馏而使该集群δ13C1值变大；由（2）式可知C2H6集群12C和13C分子组构型式有3种，同理质量上12C12CH6<12C13CH6<13C13CH6，故前者扩散速度最快，中者居中，后者扩散速度最慢，结果使C2H6集群碳同位素产生分馏而使该集群δ13C2值也变大；由（3）式和（4）式可知C3H8集群和C4H10集群的12C和13C分子组构形式分别为4种和5种，由于与CH4集群、C2H6集群同理扩散分馏结果使δ13C3值和δ13C4值变大。
但由于（1）—（4）式所代表集群的12C和13C组构型式不同，使扩散体（源岩）中CH4、C2H6、C3H8、C4H10分馏能力依次降低，同时扩散速度也依次降低，在此双重作用下，经历相当长时间后可使正碳同位素系列（δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4），改造为次生型负碳同位素系列（δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4）。
由此可见，在过成熟的高温度环境，烷烃气分子随碳数逐增而相对分子质量变大、分子直径变大，致使CH4、C2H6、C3H8、C4H10扩散速度依次降低，同时碳同位素分馏能力也依次降低。由此致使正碳同位素系列演变为次生负碳同位素系列。

3 中国大气田中生物气、油型气、煤成气和无机成因气的δ13C1值展布特征

根据国内外许多学者[6⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-20]划分各类型气鉴别指标，对中国大气田1 696个气样的类型属性进行分类。从而获得相关类型气δ13C1值展布特征。

3.1 生物气δ13C1值为−71.2‰~−56.4‰，区间值为14.8‰

关于生物气δ13C1值与热成因气的分界值方面，国内外学者作了许多研究，表3[21]综合列出了相关值。由表3可见：划分生物气和热成因气的δ13C1值（该表中称下限值）有3种，即−50‰、−55‰和−60‰。
表3 国内外部分学者采用的生物气δ13C1下限值（最重值）至上限值（最轻值）[21]
δ13C1/‰ 资料来源 δ13C1/‰ 资料来源
−95~−55 Alekseyev（1974年） <−55 王启军等（1988年）
−95~−55 Bысоцкий（1979年） <−55 沈平等（1991年）
−75~−55 Hunt（1979年） −75~−58 Fuex（1977年）
−100~−55 Stahl（1979年） −80~−58 Carey（1979年）
<−55 Rice（1981年） <−60 Jenden and Kaplan
（1986年）
<−55 张义纲（1983年） −85~−60 陈荣书等（1989年）
<−55 张子枢（1984年） −90~−50 Tiratsov（1979年）
−55~−90 Tissot（1984年） −97~−50 Эоръкий и др（1984年）
<−55 戴金星等（1986年） <−64 Schoell（1980年）
<−55 Grace（1986年） −80~−70 Donald（1983年）
<−55 包茨等（1988年）
中国大气田生物气δ13C1最重值为−56.4‰（柴达木盆地台南气田台深1井）（见表2），此值比表3中−55‰稍轻1.4‰。中国大气田油型气δ13C1最轻值为−54.4‰（塔里木盆地塔中Ⅰ号气田TZ45井）（见表2），此值比表3中−55‰仅重0.6‰，此两值均逼近−55‰。据此研究分析，以−55‰来划分生物气和热成因气则较合适。
中国大气田生物气δ13C1最轻值为−71.2‰（台南气田台1-2井）（见表2）。利用生物气δ13C1最重值和最轻值研编中国大气田生物气δ13C1值尺图（见图4a）。由图4a可见：中国大气田δ13C1值尺中，生物气的δ13C1处于最轻值尺段。
图4 中国大气田和天然气δ13C1值尺展示图

3.2 油型气δ13C1值为−54.4‰~−21.6‰，区间值为32.8‰

中国大气田油型气δ13C1最轻值为−54.4‰，在塔中Ⅰ号气田TZ45井（见表2）和ZG102井[2]。该两井烷烃气碳同位素组成均具正碳同位素系列，说明两井烷烃气均为原生型，故δ13C1值均未受次生改造而保持原生性的准确值。
中国大气田油型气δ13C1最重值为−21.6‰，在四川盆地长宁上罗页岩气田SL08井中。以往认为油型气δ13C1最重值轻于−30‰。张士亚等认为油型气δ13C1最重值和最轻值分别为−30‰和−46‰[15]；张厚福等认为−42‰~−25‰[17]；戴金星等认为−55‰~−30‰（伴生气：−55‰~−40‰，裂解气：−37‰~−30‰）[22]；近20年来随着中国天然气田不断增加，发现天然气类型增多，天然气研究不断深入，故油型气δ13C1最重值增大了。四川盆地南部发现6个页岩气田，源岩层五峰组—龙马溪组Ro值为2.10%~4.44%[23]，均处于过成熟阶段，因此形成这些气田由于高温使烷烃气碳同位素组成几乎均倒转而成为负碳同位素系列（δ13C1> δ13C2>δ13C3）[24⇓⇓⇓⇓⇓-30]。负碳同位素系列有两种类型：原生型是无机成因烷烃气碳同位素系列，次生型是有机成因烷烃气碳同位素系列，是有机成因烷烃气，为含高TOC页岩高温过成熟阶段的产物[31]，是由原生型有机成因烷烃气正碳同位素系列（δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4）经高温作用改造而成。CH4中C可由C12和C13组成，当高温时其中C12更易更多分馏出去，致使δ13C1变得更重，所以次生型负碳同位素的δ13C1值比正碳同位素δ13C1值更重，致使长宁上罗页岩气田SL08井δ13C1值重达−21.6‰。
利用中国大气田油型气δ13C1值−54.4‰~−21.6‰编入中国大气田δ13C1值尺图中，从而完成了油型气δ13C1值尺（见图4a）。

3.3 煤成气δ13C1值为−49.3‰~−18.9‰，区间值为30.4‰

中国大气田煤成气δ13C1最轻值（−49.3‰）在莺琼盆地乐东22−1气田乐东22−1−5井，属正碳同位素系列[2]。煤成气δ13C1最重值−18.9‰在柴达木盆地东坪气田坪3H−6−1井（见表2），为负碳同位素系列[2]。以往有关中国煤成气δ13C1最轻值和最重值的研究中，张士亚等认为主要在−42‰~−26‰[15]；张厚福等认为−42‰~−25‰[17]；戴金星等认为−43‰~−15‰[22]。
利用中国大气田煤成气δ13C1值−49.3‰~−18.9‰，编入中国大气田δ13C1值尺图中，从而煤成气δ13C1值尺的完成（见图4a）。

3.4 无机成因气δ13C1值为−35.6‰~−11.4‰，区间值24.2‰

中国大气田无机成因气的δ13C1最轻值（−35.6‰）在松辽盆地徐深气田徐深19井（见表2）。关于徐深气田烷烃气成因，有两种观点：一主要是无机成因[32-33]；二为无机成因和煤成气的混合气[2]。尽管许多学者提出鉴别无机成因δ13C1值有大于−30‰，−25‰，−20‰ 这3个指标[34]，说明无机成因气的δ13C1都是很重，没有小于−30‰的，但中国火山期后与温泉相关无机成因气的δ13C1值，虽然大部分大于−30‰，但也有较轻的，为−32.7‰、−36.2‰（见表4）。徐深19井δ13C1值为−35.6‰，处于后两值之间，故将δ13C1值为−35.6‰作为中国大气田无机成因气的δ13C1最轻值是合适的。
表4 中国火山期后与温泉相关无机成因气δ13C1值等[34]
取样地点 气的主要组分/% δ13C/‰ 氦同位素
（R/Ra）
N2 CO2 CH4 He CH4 CO2
云南省腾冲市 小滚锅温泉 0.31 99.09 0.500 0.014 −20.6 −1.2 3.37
大滚锅温泉 1.24 97.35 1.350 0.042 −19.5 −2.0 3.26
珍珠泉 99.92 0.080 −21.2 −3.3 3.34
怀胎井温泉 3.20 96.66 0.130 −21.0 −3.2 3.80
澡塘河（Ⅱ） 2.54 96.81 0.345 0.005 −20.0 −1.9 2.86
黄瓜箐温泉 0.63 98.51 0.860 −20.5 −2.3 4.44
叠水河冷泉 3.09 96.82 0.010 0.016 −30.0 −1.3 4.49
和顺乡矿泉 2.15 97.81 0.010 0.009 −32.7 −5.8 3.36
吉林省长白山天池温泉（1） 0.65 98.62 0.640 0.002 −36.2 −6.0
吉林省长白山天池温泉（3） 99.64 0.029 0.010 −24.0 −5.8 1.19
四川省甘孜县拖坝镇温泉江泉1 2.72 93.00 3.640 0.602 −29.9 −2.9 3.50
中国大气田无机成因气δ13C1最重值（−11.4‰）在松辽盆地长岭Ⅰ号气田长深104井（见表2、表5）。长岭Ⅰ号气田和松南气田在构造上同处于长岭断陷中央隆起带哈尔金断鼻构造。其中长岭Ⅰ号气田属于中国石油天然气股份有限公司矿权区，松南气田属于中国石油化工股份有限公司矿权区。其实两个气田应为一个气田，故两个气田天然气应具相似成因（见表5）。表4中δ13C1、δ13CCO2和R/Ra值分别−36.2‰~−19.5‰（以大于−30‰为主），−6.0‰~−1.2‰，1.19~4.49。表5中δ13C1、δ13CCO2和R/Ra值分别−32.7‰~−11.4‰（也以大于−30‰为主），−8.8‰~−3.6‰，2.21~5.46。当δ13CCO2<−10‰时是有机二氧化碳，当δ13CCO2>−9‰时绝大多数是无机二氧化碳，处于−10‰~−9‰的为有机和无机混合型二氧化碳；当δ13C CO2≥−8‰，都是无机二氧化碳[35]，以此3指标衡量，表4和表5中CO2是无机成因。壳源氦的R/Ra值小于0.05[36-37]，幔源氦的R/Ra值通常大于5[38]，当R/Ra值为0.05~5.00时为壳-幔合氦，往往出现在裂谷型含油气盆地中，如渤海湾盆地和松辽盆地[39]，表5中R/Ra值具有壳-幔混合气特点。前已述及表4中火山期后相关δ13C1值（−36.2‰~−19.5‰）是无机成因，表5中长岭Ⅰ号气田和松南气田δ13C1值（−32.7‰~−11.4‰）比表4中更重，故应也是无机成因。先前研究指出：在松辽盆地具有R/Ra值大于0.5，且δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4负碳同位素系列的烷烃气是无机成因[34]，也证明了长岭Ⅰ号和松南两个大气田烷烃气是无机成因气。在此特别指出作者从烷烃气碳同位素值及其系列，还有δ13CCO2和R/Ra值系统论证长岭Ⅰ号和松南两个大气田的天然气是无机成因，这不仅在中国是首次，在世界上也是首例，意义重大。
表5 松辽盆地长岭Ⅰ号气田和松南气田天然气组分及同位素表
气田 井号 天然气主要组分/% δ13C/‰ R/Ra
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2 N2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2
长岭
Ⅰ号		 长深1 71.40 1.79 0.11 0 22.56 4.14 −23.0 −26.3 −27.3 −34.0 −6.8 2.88
长深1−1 75.45 1.91 0.21 0 12.55 5.87 −22.2 −26.9 −27.0 −33.7 −7.5 2.91
长深2 1.57 0.01 0 0 97.45 0.71 −17.5 −26.2 −26.0 −3.6 2.94
长深12 −32.7 −37.4 −31.9 −29.5
长104 −11.4 −23.0 −27.8
长深6 0.40 0 0 0 98.70 0.90 −25.1 −29.6 −30.9 −6.3 5.46
松南 腰深1 71.72 1.22 0.05 20.74 −23.6 −26.5 −26.7 −33.2 −7.9
腰登3HF 75.13 1.32 0.08 0.02 16.67 6.73 −19.1 −27.9 −29.7 −8.8 2.21
腰登9HF 91.35 1.55 0.14 0.04 0.68 6.15 −23.7 −30.6 −33.1 −8.5 2.75
腰平12 76.51 1.32 0.06 0 14.90 7.12 −22.9 −28.1 −28.1 −7.5 2.29
腰平13 63.57 1.09 0.05 0 29.42 5.76 −25.0 −28.9 −7.3 2.47
腰平2 57.29 0.98 0.05 0 35.47 6.02 −25.0 −28.6 −7.4 2.25
利用中国大气田无机成因气δ13C1值−35.6‰~−11.4‰，编入中国大气田δ13C1值尺图中，从而完成无机成因气δ13C1值尺的编制（见图4a）。由该图可见：无机成因气δ13C1值尺是图4a中最重尺段。

4 中国天然气中生物气、油型气、煤成气和无机成因气的δ13C1值展布特征

中国天然气的δ13C1值为−107.1‰~−8.9‰，包容了中国大气田δ13C1区间值。与中国大气田甲烷均产于气井不同，中国天然气甲烷既产于气井，还产于温泉、河水、河沼、水合物、煤层等，不包括包裹体甲烷。

4.1 中国天然气中生物气δ13C1值为−107.1‰~−55.1‰，区间值为52.0‰

δ13C1最轻值为−107.1‰（东沙群岛浅层沉积中）[39]，最重值为−55.1‰（苏北盆地金湖凹陷卞12−1井）[40]，利用中国天然气中生物气δ13C1的最重值和最轻值，完成研编了生物气的δ13C1值尺图（见图4b）。

4.2 中国天然气中油型气δ13C1值为−54.4‰~−21.6‰，区间值为32.8‰

目前还没有发现重于和轻于中国大气田油型气δ13C1值的中国天然气的最重和最轻的δ13C1值，故利用中国大气田油型气δ13C1值（−54.4‰~−21.6‰）代之。利用δ13C1最重值和最轻值，研编了油型气的δ13C1值尺图（见图4b）。

4.3 中国天然气中煤成气δ13C1值为−49.3‰~−13.3‰，区间值为36.0‰

中国天然气中煤成气δ13C1最轻值，因未有发现比中国大气田煤成气δ13C1最轻值−49.3‰更轻值，故还用−49.3‰值。中国天然气中煤成气δ13C1最重值（−13.3‰）在重庆市南桐煤田鱼田堡煤层气[41]，将来可能还发现更重的δ13C1值，因为俄罗斯发现煤层气δ13C1最重值达−10‰[42]。利用中国天然气中煤成气δ13C1的最重值和最轻值，研编了中国天然气中煤成气的δ13C1值尺图（见图4b）。

4.4 中国天然气中无机成因气δ13C1值为−36.2‰~−8.9‰，区间值为27.3‰

中国天然气中无机成因的δ13C1最轻值为−36.2‰，在吉林省长白山天池温泉（Ⅰ）中（见表4），最重值为−8.9‰，在浙江省泰顺县承天氡泉中。利用中国天然气中无机成因δ13C1的最重值和最轻值，完成研编了中国天然气中无机成因δ13C1值尺图（见图4b），从而完成了中国天然气的δ13C1值尺图（见图4b）。

5 δ13C1值尺的内涵和特征梗概

以往由δ13C1值研究和鉴别天然气属某类型（生物气、油型气、煤成气或无机成因气）；以δ13C1值计算Ro值、探索成气温度；以δ13C1值和烷烃气δ13C2、δ13C3、δ13C4组合关系（δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4、δ13C1>δ13C2> δ13C3>δ13C4、δ13C1>δ13C2<δ13C3>δ13C4等），确定烷烃气是原生、次生或无机成因等方面进行了大量研究，取得了大量成果。但没有把δ13C1值从最重值、最轻值，并把两者联系起来进行δ13C1值点线结合的数字域研究。δ13C1值尺体现了δ13C1值的数字域研究成果。
在δ13C1值尺图上，可以一目了然生物气、油型气、煤成气和无机成因甲烷的δ13C1值尺段：最轻值δ13C1值尺段是生物气，最重值δ13C1值尺段是无机甲烷区，在两者之间为油型气和煤成气的δ13C1值尺段，生物气δ13C1值尺段是成气温度最低，无机甲烷δ13C1值尺段成气温度最高，在两者之间的油型气和煤成气是在热解和裂解温度下形成的；生物气、油型气和煤成气δ13C1值尺段的天然气成气物质是有机质，而无机甲烷δ13C1值尺段的天然气成气物质是无机质。δ13C1值尺的研究和解读才刚刚开始，今后能开发和研究出更多内涵和特征。

6 结论

根据中国70个大气田的1 696个气样组分和烷烃气碳同位素组成数据，以及中国天然气与相关甲烷碳同位素组成数据，研究表明中国大气田和中国天然气烷烃气碳同位素组成具有如下特征。
中国大气田δ13C1最轻值、平均值和最重值分别为−71.2‰，-33.2‰，−11.4‰；δ13C2最轻值、平均值和最重值分别为−52.3‰，−26.5‰，−13.8‰；δ13C3最轻值、平均值和最重值分别为−51.6‰，−24.9‰，−14.2‰；δ13C4最轻值、平均值和最重值分别为−34.4‰，−23.2‰，−16.0‰。根据以上相关数据发现以下规律：①δ13C1、δ13C2、δ13C3和δ13C4的最轻值和平均值，随分子中碳数逐增而变重；②δ13C1、δ13C2、δ13C3和δ13C4的最重值，随分子中碳数逐增而变轻。
中国大气田δ13C1的分布区间为−71.2‰~−11.4‰，其中生物气δ13C1值为−71.2‰~−56.4‰；油型气δ13C1值为−54.4‰~−21.6‰；煤成气δ13C1值为−49.3‰~−18.9‰；无机成因气δ13C1值为−35.6‰~−11.4‰。根据这些数据编制了中国大气田的δ13C1值尺图。
中国天然气δ13C1的分布区间为−107.1‰~−8.9‰，其中生物气δ13C1值为−107.1‰~−55.1‰；油型气δ13C1值为−54.4‰~−21.6‰；煤成气δ13C1值为−49.3‰~−13.3‰；无机成因气δ13C1值为−36.2‰~−8.9‰；根据上述数据编制了中国天然气的δ13C1值尺图。

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