基于氢、氧同位素的煤层气合排井产出水源判识——以黔西地区比德—三塘盆地上二叠统为例

发布时间：2018-06-01 16:40

本文选题：煤层气井 + 合层排采　；参考：《石油学报》2017年05期

【摘要】：有效的排采水源识别是煤层气多层合排诊断的重要举措,而水中稳定同位素是水源信息的指示计。黔西上二叠统发育多煤层,煤层气开发以直井多层合排为主,不同产层组合下产能效果差异显著,产出水来源得不到有效判识。为此,基于黔西比德—三塘盆地11口煤层气井产出水样品的定期采集,对产出水样、矿井水样和地表水样共计38个样品开展同位素地球化学测试,结合煤层气井生产数据,揭示了研究区产出水氢、氧同位素组成特征及其排采水源判识意义:基于研究区大气降水线方程,煤层气井产出水氢、氧同位素组成普遍显现D漂移特点,封闭型水中氢、氧同位素偏重,水-岩作用反应强烈;区分了典型高产井和典型低产井,低产井受制于表层水干扰,产出水表现为氢、氧同位素组成较轻且D漂移不明显,而高产井产出水以同位素组成较重、D漂移明显为特点。建立了反映产出水D漂移程度的参数,其数值与平均日产气量正相关而与平均日产水量负相关。结合Cl~-、Na~+离子浓度,建立了基于产出水地球化学特征的排采水源判识模板,区分出表层水、煤层水和压裂水3类水源,气井只有产出煤层水才能获得较高的产能。黔西地区比德—三塘盆地上二叠统上部含气系统由于容易受表层水干扰,排采条件欠佳且与中、下部含气系统兼容性差,建议优先开发中部和下部含气系统。
[Abstract]:Effective water source identification is an important measure for the diagnosis of coalbed methane (CBM) multilayer discharge, and the stable isotope in water is the indicator of water source information. There are many coal beds in Upper Permian in western Guizhou, and the development of coalbed methane is mainly composed of vertical wells and multi-layers. The productivity effect is significant under different productivity combinations, and the source of output water can not be identified effectively. For this reason, based on the regular sampling of 11 coal bed methane well water samples from 11 coalbed methane wells in West Guizhou Province, 38 samples of produced water, mine water and surface water were tested by isotope geochemistry, combined with the production data of coalbed methane wells. The characteristics of hydrogen and oxygen isotopic compositions of water and oxygen produced in the study area and the significance of distinguishing their water sources are revealed. Based on the precipitation line equation in the study area, hydrogen and oxygen isotopes produced from coalbed methane wells generally show D drift characteristics, and the hydrogen in closed water is closed. The oxygen isotope is biased and the water-rock interaction is strong, the typical high-yield wells and the typical low-yield wells are distinguished. The low-yield wells are restricted by the surface water interference, the produced water is hydrogen, the oxygen isotopic composition is relatively light and the D drift is not obvious. The produced water of high production wells is characterized by the heavy D drift of isotopic composition. The parameters reflecting the D drift of output water are established. The values are positively correlated with the average daily gas output and negatively correlated with the average daily water production. Based on the concentration of Cl-Na-Na ~ +, a model of identifying water source for drainage and recovery based on the geochemical characteristics of produced water is established, which can distinguish three kinds of water sources: surface water, coal seam water and fracturing water. Only by producing coal bed water can gas wells obtain higher productivity. The upper gas bearing system of Upper Permian in western Guizhou Province is easy to be disturbed by surface water, and the conditions of drainage and production are not good, and the compatibility with the gas bearing system in the middle and lower part is not good. It is suggested that priority should be given to the development of the gas bearing system in the middle and lower parts of the basin.
【作者单位】：西安科技大学地质与环境学院;中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司;
【基金】：国家自然科学基金重点项目(No.40730422) 国家重大科技专项(2016ZX05044) 西安科技大学科研培育基金项目(201718)和西安科技大学博士启动金项目(2016QDJ028)资助
【分类号】：TE37

【参考文献】

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