中文摘要：

基于注水与地下油气水中稀有气体同位素组成的显著差异推测，稀有气体具有成为油气田开发天然示踪剂的巨大潜势。应用油气田开发实验区解剖、模拟实验和数值模拟相结合的方法，系统分析注水与油气水相互作用过程中注水稀有气体在不同温度、压力和矿化度条件下的溶解、扩散、分配和混合等作用及稀有气体组分和同位素变化或分馏机制。建立表征上述作用的数学模型，标定注水稀有气体在上述作用中达到平衡所需的时间，计算注水稀有气体溶

结论摘要：

油田开发过程中稀有气体同位素的基础理论和应用研究在国内外均属空白。本项目的研究重点是油气水相互作用过程中稀有气体地球化学行为、示踪机理、指标筛选及其在油气田开发中的应用。研究发现（1）港西油田混有幔源挥发份原油中的重稀有气体同位素具有大气成因的特征，认为其原因是油气和幔源流体中的重稀有气体均具大气成因的特征，（2）同一产层油和气中He和Ar差异不大，而Kr和Xe的重同位素明显在天然气中富集，（3）未注水油田地层水中He和Ar同位素并不具大气成因特征，而显示了壳源或壳幔二元复合的特征，（4）分别以大港油田、玉门油田和黄沙坨油田为例，选择了3He/4He、40Ar/36Ar和4He/20Ne作为油气田开发最有效的示踪剂，（5）通过注水井原油、未注水井原油、天然气和油田水稀有气体同位素的对比研究，认为3He/4He、40Ar/36Ar和4He/20Ne可作为油气田开发示踪计的理论依据是其在油气和注水之间的天然差异及其相互作用。这一研究成果在黄沙坨油田注水监控和开发方案调整方面应用效果良好，在国内其它油气田开发方面也具有广阔的应用前景。