雨汪区块煤层气气体同位素变化特征及成因判识
王芳芳1
吴财芳1
杜明洋2
唐依然1
王聪3
文德修4
1.中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 2211162.宿州学院资源与土木工程学院,安徽宿州 2340003.山西省煤炭地质勘查研究院有限公司,山西太原 0300004.贵州省土地矿产资源储备局,贵州贵阳 550001
摘要：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CH4、N2 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CH4 体积分数平均为 73.95%～92.90%,乙烷、CO2、N2 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(C1/C1～5)为0.9995～0.9997,属于高成熟干气;CH4 的δ13C值为-36.7‰～-27.6‰,为有机质热成因气;CO2 的δ13C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(N2)/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(3He)/φ(4He)为 0.29×10-8～19.6×10-8,主体范围为 2.00×10-8～9.38×10-8,φ(3He)/φ(4He)与大气氦的比值介于 0.01～0.09,属于典型的壳源氦气,且φ(4He)、φ(20Ne)的变化趋势与φ(4He)/φ(20Ne)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.
关键词：煤层气地球化学成因类型碳氢同位素雨汪区块
分类号：TE37(油气田开发与开采)P618(矿床学)
资助基金：国家自然科学基金(42372182)国家自然科学基金(42130802)中央引导地方科技发展资金资助项目(YDZJSX2022D002)
论文发表日期：2024-07-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 148-157 )
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