四川盆地油气资源丰富,多年勘探开发积累了大量的气体组分资料,为氦气研究提供了良好的基础条件.盆地内多层系、多区域天然气中伴生的氦气含量明显不同,气体组分存在差异,烃类与伴生氦气之间的关系尚不清晰.基于四川盆地油气勘探获得的230组天然气组分数据,对氦气含量以及天然气伴生的CH₄、N₂和CO₂含量进行Q型聚类分析,结合地质背景对氦气分布规律进行了研究,提出了氦气资源勘探对策.主要得出以下认识:(1)四川盆地烃类伴生氦气主要可划分出3类,第Ⅰ类为低He低N₂低CO₂高CH₄烃类气藏;第Ⅱ类为富He高N₂中CO₂中CH₄烃类气藏;第Ⅲ类低He低N₂高CO₂低CH₄烃类气藏.(2)第Ⅰ类含氦天然气藏中气体组分均为单峰,He含量低(平均0.033 9%),且与N₂含量相关性差;第Ⅱ类富氦天然气藏中非烃组分呈多峰分布,He含量高(平均0.158%),且与N₂含量呈极强正相关(r=0.837,P<0.01),与CO₂含量呈强正相关(r=0.662,P<0.01).(3)Ⅰ类氦气藏包括页岩气藏、古油藏原位裂解的超压气藏,捕获外来氦气含量低,高强度生气也稀释氦气的浓度,Ⅱ类富氦气藏在烃类运移过程中有水溶气脱溶等外源He、N₂补充.(4)具有异常高压的天然气藏或页岩气藏,以及高含硫化氢、高含重烃气藏均对He成藏不利;而地层水长距离流动路径上的继承性穹窿圈闭、或与地下水多期“交流”的古老储层可能有外源He的补充,是富氦气藏的勘探目标.本研究针对烃类伴生氦气组分建立的聚类分析方法,可为氦气地质特征研究提供新思路.