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，含量最高可達7.5%。近年來，液化天然氣（LNG）產(chǎn)業(yè)興起，氦氣可在LNG尾氣中富集，可進一步降低氦氣的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前，針對氦氣藏形成的研究較為薄弱，一般認(rèn)為，在漫長的地地質(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；在劇烈的地球活動中，氦氣會集中釋放并溶于地下水；如其能運移到天然氣藏中，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
隨著科技的不斷進步，氦氣因其沸點低、分子小、化學(xué)惰性等性質(zhì)越來越多地被應(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，液氦的消費群體是醫(yī)院的核磁共振（MRI）掃描儀，與人類健康息息相關(guān)。我國為貧氦國家，國內(nèi)氦氣消費主要依賴于進口，受制于人。另外，氦氣的開采可大大提高富氦天然氣的經(jīng)濟價值?，F(xiàn)有資料表明，我國的渭河、四川、塔里木、柴達木、松遼、渤海灣、蘇北、海拉爾等8個盆地發(fā)現(xiàn)有含氦天然氣顯示。
液氦的沸點極低（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)定運行，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，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。三是測溫。由于氦氣的液化溫度很低，接近于絕對零度，故其測溫范圍很廣，多用于精密測量。
氦氣具有化學(xué)惰性，常被用做半導(dǎo)體工業(yè)的保護氣和科學(xué)實驗中的載體氣。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送被測氣體且不與其發(fā)生反應(yīng)。
氦氣分子最小，使其穿透能力最強、密度最小，被用做管道檢漏，可解決單純依靠聲波檢測技術(shù)無法解決的問題，對深埋管道或擁有保溫層防腐層的熱力、輸油、輸氣管道，特別是低壓運行的管道，有明顯的檢測效果。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，帶人們在空中飛翔。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”?？諝庵械牡獨庠诟邏涵h(huán)境下會溶解在血液中，當(dāng)潛水員上浮的時候壓力減小，血中的氮氣便紛紛逸出，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，所以用它來代替氮氣就可以解決這一問題。
美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)顯示，目前已探測的全球氦氣資源量約為519億立方米。美國是世界上氦資源最豐富的國家，雖然已大規(guī)模開采60多年，但氦氣資源量仍占世界總資源量的40%以上。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2016年的調(diào)查報告，美國、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11億立方米，其他國家31億立方米。
我國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、柴達木、松遼、渤海灣、蘇北、海拉爾等8個盆地發(fā)現(xiàn)有含氦天然氣顯示。總體而言，西部大型疊合盆地、東部郯廬斷裂帶具有氦氣資源前景。四川盆地威遠氣田是我國首個實現(xiàn)氦氣商業(yè)化利用的氣田，也是目前我國惟一進行工業(yè)開采的氦氣田。
雖然我國部分油氣藏、非烴氣藏天然氣組分中氦氣含量較高，資源潛力較大，但長期以來并未給予重視，氦氣并沒有作為分析項目，以致氦氣家底不清。因此，在油氣藏勘探開發(fā)過程中，應(yīng)重視對天然氣組分中氦氣的檢測分析，開發(fā)先進提氦技術(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)氦氣藏勘探與開發(fā)。
作者 李玉宏 張文 韓偉 周俊林
來源：中國礦業(yè)報