雨汪区块煤层气气体同位素变化特征及成因判识

研究煤层气地球化学特征及其成因,对煤层气成藏及资源勘查开发具有重要意义。为探究滇东雨汪区块煤层气成因及其地球化学特征,采集该区6口典型煤层气井的产出气气样,开展了组分测定、碳同位素和稀有气体同位素测试,系统分析了煤层CH_(4)、N_(2)等气体的成因,并结合水文地质环境,探讨了雨汪区块煤层气排采过程中气体的同位素变化及其控制因素。结果表明:雨汪区块煤层气井产出气中CH_(4)体积分数平均为73.95%~92.90%,乙烷、CO_(2)、N_(2)体积分数分别为0.20%~0.40%、0.05%~1.05%、6.15%~25.32%。此外,He仅在产气第1天检测到,而碳原子数大于2的烃类未检测到;煤层气干燥系数(C_(1)/C_(1~5))为0.9995~0.9997,属于高成熟干气;CH_(4)的δ^(13)C值为-36.7‰~-27.6‰,为有机质热成因气;CO_(2)的δ^(13)C值介于-19.1‰~-6.6‰,主体分布在-18.0‰~-14.3‰,为有机成因;氮气体积分数平均为12.63%,含量相对较高,其φ(N_(2))/φ(Ar)远大于84,以有机成因为主;氩气体积分数平均为0.06%,远大于0.017%,以大气成因为主;氦气体积分数平均为0.02%,φ(^(3)He)/φ(^(4)He)为0.29×10^(-8)~19.6×10^(-8),主体范围为2.00×10^(-8)~9.38×10^(-8),φ(^(3)He)/φ(^(4)He)与大气氦的比值介于0.01~0.09,属于典型的壳源氦气,且φ(^(4)He)、φ(^(20)Ne)的变化趋势与φ(^(4)He)/φ(^(20)Ne)具有一致性;随着排采时间增加,气体纯度增高,产出气的烷烃同位素值呈现逐渐变轻的趋势。研究认为,雨汪区块煤层气“变干、变轻”是气体解吸、扩散和水溶解作用综合影响的结果。

多煤层条件下现今地应力特征与煤层气开发

我国煤层气资源较为丰富,滇东地区是我国长江以南著名的煤层气产区,其内雨旺区块二叠系煤层气资源丰富,具有可观的开发前景。现今地应力状态是影响煤层气勘探开发的重要地质因素,对有效开发煤层气资源具有实践指导意义。但目前对雨旺区块现今地应力的研究仅限于利用注入/压降测试数据开展的地应力大小统计学分析,没有揭示出多煤层发育区不同类型岩石内地应力分布的差异性。本次研究中,首先通过对成像测井资料的解译,揭示钻井诱导缝和钻孔崩落的发育特征,并基于其与地应力的关系确定雨旺区块现今地应力方向;然后再利用常规测井资料,在注入/压降实测地应力数据约束下,基于Anderson修正模型预测雨旺区块二叠系煤层现今地应力的大小及其分布规律。结果表明:滇东雨旺区块现今地应力方向整体呈现为近N—S的优势方位;煤层现今地应力大小随着埋藏深度的增加而增大,水平最大主应力(SHmax)、水平最小主应力(Shmin)和垂向主应力(Sv)大小总体上遵循SHmax≥Sv>Shmin的关系,水平应力起主导作用,表现为走滑型应力机制。在现今地应力场的控制下,雨旺区块内煤储层渗透性随有效地应力的增大而变差,煤层内走向为330°~150°的割理对煤层气开发贡献更大。走滑型应力机制会造成煤层压裂改造后形成的压裂缝沿垂向扩展。另外,雨旺区块煤层内水平应力差相对较小,一般在6 MPa左右,据此推测可在煤层内形成复杂压裂缝系统。本次研究量化分析了雨旺区块现今地应力状态,其结果可以为滇东雨旺区块煤层气勘探开发提供有益的现今地应力成果参考。

老厂矿区雨汪区块地温-地压系统及其展布特征

地层温度和压力是地底能量系统的主要构成要素,为了查清雨汪区块地层温度和储层压力的分布情况以及影响因素,本文从老厂矿区雨汪区块的地温和地温梯度特征出发,结合储层压力和地应力的平面及垂向上的分布情况,以及与地质构造形迹的耦合情况,分析研究区的储层地温-地压系统特征。结果表明:研究区的地温场呈现南北分异特征,南部地温梯度>4℃/100 m,而北部为2~2.5℃/100 m,推测这可能与大型断层分布有关;雨汪区块属于中等-较高地应力区,造成煤系地层具有较高的储层压力,储层压力约在750 m深度处出现突然增加,推测可能与深部发育有较好的分隔层有关。综合分析认为,雨汪区块储层地温-地压系统的区域分布特征是地层、构造、水文等多种因素耦合的结果。

滇东黔西老厂矿区雨汪区块煤层气井产能特征及其影响因素

为研究多煤层发育区影响煤层气井产能的主要因素,以滇东黔西老厂矿区雨汪区块为研究对象,基于区内煤层气地质及气井排采资料,分析区内煤层气井产气、产水特征,探讨影响煤层气井产能的关键因素。研究结果表明,雨汪区块中-低产煤层气井数量占总井数的73%,影响气井产能的主要包括地质和排采因素,其中,地质因素主要为地应力和渗透率,排采因素主要为产水速率和停井次数。建议本区煤层气勘探开发应首选中-低地应力、渗透率较高的部位或层段,气井排采初期产水量需控制在1.5~3 m^3/d,见气后产水量控制在1~1.8 m^3/d,排采期间尽量减少停井次数。

云南老厂雨汪煤层气区块气水成因及产能响应

为提高云南老厂雨汪区块煤层气(CBM)产能,基于6口煤层气先导试验井的气体样品组分、甲烷碳同位素、产出水氢氧同位素及微量元素测试结果,结合研究区煤层气地质条件和产能特征,分析了气体组分、水的氢氧同位素特征及微量元素成分对产能的指示意义。结果表明:研究区煤层气气体组分以CH_(4)为主,含少量C_(2)H_(6)、N_(2)和CO_(2),不含重烃,为热成因气,并经过了后期的次生改造。煤层气井产出水的氢氧同位素特征说明产出水来源于大气降水,呈现明显的^(18)O漂移特征。主成分分析结果显示产出水微量元素成分可以归纳为两个主成分,分别反映气井的产气和产水情况。根据煤层气井气水产出情况、产出水的氢氧同位素特征、微量元素成分综合分析表明,当前雨汪区块除LC-C3井外其他井产出水主要为压裂液,储层降压受限,导致气井产量较低。

云南老厂雨旺区块煤层气井产出水化学特征

基于云南老厂矿区雨旺区块煤层气地质条件和6口煤层气先导试验井产出水样品的常规离子测试,分析了区内煤层气井产出水化学特征、离子变化规律及其与产能的关系。结果表明:研究区煤系含水层自老厂背斜核部接受大气降水补给,整体称单斜向东南径流,并受次级褶皱和断层影响;煤层气井产出水阳离子以Na^(+)+K^(+)为主,Ca^(2^(+))、Mg^(2^(+))含量较低,阴离子以HCO_(3)^-和Cl^-为主,矿化度介于1465~5625 mg/L,水型主要为Na^-HCO_(3)·Cl和Na^-Cl·HCO_(3),与压裂液水型相似。溶滤作用在研究区内普遍存在,脱硫酸作用强度较大,阳离子交替吸附作用强度较小,脱碳酸作用较弱。综合分析煤层气井产出水化学特征和研究区产能特征可知:当前煤层气井主要产出压裂液,煤层本身产水较低,导致压降漏斗扩展范围较小,降压效果较差,煤层气解吸量较少,产能较低。

云南老厂雨旺区块煤层气井多层合采制度研究

"滇东黔西"盆地群埋深在2000m以浅的煤层气地质资源储量超过1×10^12m^3,属于大型气田。研究区老厂雨旺区块就位于滇东地区,地质结构相对简单,是煤层气勘查的重点有利区域。本文基于研究区煤层地质条件和排采工程实践经验,分析研究了该区块煤层气井排采特征,进一步总结并优化出一套更加适合该区块地质条件的排采工作制度,以期对该区域未来煤层气勘探开发有所帮助。

滇东雨旺区块多煤层叠置地质特征及有利区优选

通过滇东雨旺研究区块内煤田钻孔、煤层气井综合测试成果数据资料,对研究区多套煤层叠置发育的地质特征进行了分析和重新认识,结果表明:雨旺区块四套主力煤层C7+8、C9、C13、C19,主力煤层分布面积广,间距平均在3-10m之间。煤质成分较好,含气性自北向南逐渐降低。根据埋深、煤层厚度、累加煤厚、含气量、含气饱和度参数建立选取评价标准,优选出区块内煤层气有利区。Ⅰ位于雨旺区块中部,主要沿B401背斜轴线分布,建议在Ⅰ类有利区内开展多煤层合采工程试验。