煤层气井产出水溶解无机碳特征及其地质意义
发布时间：2021-10-15 10:18
对贵州西部20口煤层气井产出水溶解无机碳（DIC）稳定碳同位素(δ13CDIC)进行了长期动态跟踪,重点分析了多层合采煤层气GP井组δ13CDIC的时空动态,探讨了δ13CDIC值与煤层气产能的关系;选取典型井产出水进行了微生物16S rDNA扩增测序分析,提出了煤层气多层合采产出水δ13CDIC地质响应模式。研究表明:中煤阶煤层气井产出水δ13CDIC正异常普遍,产出水中包含15种以上的甲烷菌属,Methanobacterium为优势属;产出水中优势甲烷菌属序列数目与δ13CDIC值显著正相关,δ13CDIC值正异常由产甲烷菌还原作用造成,且主要为氢营养型甲烷菌还原作用;多煤层煤系沉积相及岩性的分段性会造成渗透性和富水性的分段性,从而控制产出水δ13CDIC值和古菌群落的分段性,渗透性和富水性较好的层段,产出水δ13CDIC值正异常显著,古菌属主要为Methanobacterium;渗透性...
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
埋藏深度与δ13CDIC值的关系
进一步对2017年1月至2018年7月的9批次数据进行分析（见图2），由δ13CDIC与Ro,max的分布关系发现δ13CDIC正异常且大于10‰的样品点主要出现在中煤阶的松河区块GP井组（除N1井外），分析认为N1井排采期长达2年，返排率超过150%，根据常规离子及氢氧同位素判断其产出水可能属于外源水[20]。一般认为，煤层中次生生物气主要在Ro,max值为0.3%～1.5%阶段生成[19]。在煤层Ro,max值大于1.5%的煤层气井中，δ13CDIC正异常且大于10‰的极少。GP井组煤层Ro,max值约为1.5%，具备产生次生生物气的物质条件。图2 贵州西部煤层Ro,max与产出水δ13CDIC关系
图1 贵州西部煤层气井产出水δ13CDIC分布特征对GP井组部分煤层气井产出气测试了甲烷稳定碳同位素组成（δ13C1),2017年3月测试值范围为-43.6‰～-41.9‰，平均-42.8‰。通常煤层气δ13C1值为-55.0‰被认为是生物成因气与热成因气的界限[21]，若按此划分该区域主要为热成因气。但根据刘文汇和徐永昌提出的无明显次生改造作用影响的原生型煤层气煤岩热模拟回归公式（（3）式）[22]计算，Ro,max取1.3%～1.7%，计算结果为-32.25‰～-29.63‰，远大于平均值-42.8‰，说明该区域煤层气存在轻微的次生改造作用，而非单纯的热成因气。同时后期测试了GP-3井产出气中CO2碳同位素值，结果为10.7‰，为生物成因二氧化碳[8]，也证明了本区存在微生物的还原作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Microbial Geochemical Characteristics of the Coalbed Methane in the Shizhuangnan Block of Qinshui Basin, North China and their Geological Implications[J]. LI Yang,SHI Wei,TANG Shuheng. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2019(03)
[2]煤层气多层合采开发单元划分及有利区评价[J]. 杨兆彪,李洋阳,秦勇,孙晗森,张平,张争光,吴丛丛,李存磊,陈长骁. 石油勘探与开发. 2019(03)
[3]多煤层条件下煤层气开发产层组合优化方法[J]. 杨兆彪,张争光,秦勇,吴丛丛,易同生,李洋阳,唐军,陈捷. 石油勘探与开发. 2018(02)
[4]岩溶地下水补给的地表河流溶解无机碳昼夜变化与钙沉降[J]. 汪进良,章程,裴建国,苗迎. 地球与环境. 2015(04)
[5]煤型气碳同位素演化二阶段分馏模式及机理[J]. 刘文汇,徐永昌. 地球化学. 1999(04)
本文编号：3437890
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(05)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
埋藏深度与δ13CDIC值的关系
进一步对2017年1月至2018年7月的9批次数据进行分析（见图2），由δ13CDIC与Ro,max的分布关系发现δ13CDIC正异常且大于10‰的样品点主要出现在中煤阶的松河区块GP井组（除N1井外），分析认为N1井排采期长达2年，返排率超过150%，根据常规离子及氢氧同位素判断其产出水可能属于外源水[20]。一般认为，煤层中次生生物气主要在Ro,max值为0.3%～1.5%阶段生成[19]。在煤层Ro,max值大于1.5%的煤层气井中，δ13CDIC正异常且大于10‰的极少。GP井组煤层Ro,max值约为1.5%，具备产生次生生物气的物质条件。图2 贵州西部煤层Ro,max与产出水δ13CDIC关系
图1 贵州西部煤层气井产出水δ13CDIC分布特征对GP井组部分煤层气井产出气测试了甲烷稳定碳同位素组成（δ13C1),2017年3月测试值范围为-43.6‰～-41.9‰，平均-42.8‰。通常煤层气δ13C1值为-55.0‰被认为是生物成因气与热成因气的界限[21]，若按此划分该区域主要为热成因气。但根据刘文汇和徐永昌提出的无明显次生改造作用影响的原生型煤层气煤岩热模拟回归公式（（3）式）[22]计算，Ro,max取1.3%～1.7%，计算结果为-32.25‰～-29.63‰，远大于平均值-42.8‰，说明该区域煤层气存在轻微的次生改造作用，而非单纯的热成因气。同时后期测试了GP-3井产出气中CO2碳同位素值，结果为10.7‰，为生物成因二氧化碳[8]，也证明了本区存在微生物的还原作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Microbial Geochemical Characteristics of the Coalbed Methane in the Shizhuangnan Block of Qinshui Basin, North China and their Geological Implications[J]. LI Yang,SHI Wei,TANG Shuheng. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2019(03)
[2]煤层气多层合采开发单元划分及有利区评价[J]. 杨兆彪,李洋阳,秦勇,孙晗森,张平,张争光,吴丛丛,李存磊,陈长骁. 石油勘探与开发. 2019(03)
[3]多煤层条件下煤层气开发产层组合优化方法[J]. 杨兆彪,张争光,秦勇,吴丛丛,易同生,李洋阳,唐军,陈捷. 石油勘探与开发. 2018(02)
[4]岩溶地下水补给的地表河流溶解无机碳昼夜变化与钙沉降[J]. 汪进良,章程,裴建国,苗迎. 地球与环境. 2015(04)
[5]煤型气碳同位素演化二阶段分馏模式及机理[J]. 刘文汇,徐永昌. 地球化学. 1999(04)
本文编号：3437890
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