為什么說(shuō)氦氣是天然氣體中被忽視的“黃金”

氦（He）在整個(gè)宇宙中占23%，含量?jī)H次于氫，但氦氣濃度低，為一種稀有氣體。目前，具有工業(yè)價(jià)值的氦（>0.1%）主要提取自天然氣藏，含量最高可達(dá)7.5%。近年來(lái)，液化天然氣（LNG）產(chǎn)業(yè)興起，氦氣可在LNG尾氣中富集，可進(jìn)一步降低氦氣的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，針對(duì)氦氣藏形成的研究較為薄弱，一般認(rèn)為，在漫長(zhǎng)的地地質(zhì)歷史中，富鈾釷的礦物和巖石可生成大量氦氣并部分保存；在劇烈的地球活動(dòng)中，氦氣會(huì)集中釋放并溶于地下水；如其能運(yùn)移到天然氣藏中，便可以形成富氦天然氣藏；氦氣分子半徑小，需要封閉能力更強(qiáng)的蓋層，如膏巖層等。

  2001年～2016年世界氦氣的年產(chǎn)量 隨著科技的不斷進(jìn)步，氦氣因其沸點(diǎn)低、分子小、化學(xué)惰性等性質(zhì)越來(lái)越多地被應(yīng)用到低溫超導(dǎo)、核工業(yè)、航天、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域。其中，液氦的最大消費(fèi)群體是醫(yī)院的核磁共振（MRI）掃描儀，與人類健康息息相關(guān)。我國(guó)為貧氦國(guó)家，國(guó)內(nèi)氦氣消費(fèi)主要依賴于進(jìn)口，受制于人。另外，氦氣的開(kāi)采可大大提高富氦天然氣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。現(xiàn)有資料表明，我國(guó)的渭河、四川、塔里木、柴達(dá)木、松遼、渤海灣、蘇北、海拉爾等8個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)有含氦天然氣顯示。

 液氦的沸點(diǎn)極低（4.25K），使其成為高科技領(lǐng)域的寵兒：一是低溫超導(dǎo)。液氦溫度極低，可為超導(dǎo)磁體提供低溫環(huán)境，其中應(yīng)用最廣的為磁共振成像（MRI）。醫(yī)院核磁共振成像儀的核心大都是超導(dǎo)磁體，只有在液氦的低溫下才能穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，保證高分辨率成像。二是低溫冷卻。

液氦廣泛用于原子反應(yīng)堆的冷卻介質(zhì)和清洗劑。三是測(cè)溫。由于氦氣的液化溫度很低，接近于絕對(duì)零度，故其測(cè)溫范圍很廣，多用于精密測(cè)量。

氦氣具有化學(xué)惰性，常被用做半導(dǎo)體工業(yè)的保護(hù)氣和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的載體氣。氦氣可以隔絕氧氣，避免電焊工件、單質(zhì)硅和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。目前，保護(hù)氣已成為氦氣的第二大應(yīng)用領(lǐng)域。在氣相色譜中，氦氣作為載體氣可運(yùn)送被測(cè)氣體且不與其發(fā)生反應(yīng)。

  氦氣分子最小，使其穿透能力最強(qiáng)、密度最小，被用做管道檢漏，可解決單純依靠聲波檢測(cè)技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題，對(duì)深埋管道或擁有保溫層防腐層的熱力、輸油、輸氣管道，特別是低壓運(yùn)行的管道，有明顯的檢測(cè)效果。

 此外，氦氣在高真空裝置、核反應(yīng)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?cè)诳罩酗w翔。氦氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，使氦氣熱氣球和飛艇比氫氣熱氣球和飛艇更為安全。

  氦氣難溶于水，可以與氧氣混合制成“人造空氣”。空氣中的氮?dú)庠诟邏涵h(huán)境下會(huì)溶解在血液中，當(dāng)潛水員上浮的時(shí)候壓力減小，血中的氮?dú)獗慵娂娨莩?，形成氣泡堵塞血管，使?jié)撍畣T患上極為難受的“減壓癥”。

 氦氣在高壓下溶解度低，所以用它來(lái)代替氮?dú)饩涂梢越鉀Q這一問(wèn)題。

美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)顯示，目前已探測(cè)的全球氦氣資源量約為519億立方米。美國(guó)是世界上氦資源最豐富的國(guó)家，雖然已大規(guī)模開(kāi)采60多年，但氦氣資源量仍占世界總資源量的40%以上。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2016年的調(diào)查報(bào)告，美國(guó)、阿爾及利亞、卡塔爾和俄羅斯擁有世界88%的氦資源。全球氦氣資源量分布如下：美國(guó)206億立方米，卡塔爾101億立方米，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(guó)11億立方米，其他國(guó)家31億立方米。 我國(guó)主要含油氣盆地的含氦天然氣資料顯示，氦氣分布廣泛，層位眾多，但研究程度低。目前，已知渭河、四川、塔里木、柴達(dá)木、松遼、渤海灣、蘇北、海拉爾等8個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)有含氦天然氣顯示?？傮w而言，西部大型疊合盆地、東部郯廬斷裂帶具有氦氣資源前景。四川盆地威遠(yuǎn)氣田是我國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)氦氣商業(yè)化利用的氣田，也是目前我國(guó)惟一進(jìn)行工業(yè)開(kāi)采的氦氣田。 雖然我國(guó)部分油氣藏、非烴氣藏天然氣組分中氦氣含量較高，資源潛力較大，但長(zhǎng)期以來(lái)并未給予重視，氦氣并沒(méi)有作為分析項(xiàng)目，以致氦氣家底不清。因此，在油氣藏勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)重視對(duì)天然氣組分中氦氣的檢測(cè)分析，開(kāi)發(fā)先進(jìn)提氦技術(shù)，充分分離天然氣中的氦氣資源，提高氦氣資源開(kāi)發(fā)與綜合利用效率，重視和兼顧氦氣藏勘探與研究，從理論上指導(dǎo)氦氣藏勘探與開(kāi)發(fā)。