煤炭科学技术

作者：李跃国, 姚程鹏, 杨曙光, 伏海蛟, 王刚, 张娜, 刘紫薇,

关键词：煤层气成因, 同位素测年, 水文地质, 富集成藏, 米泉地区,

准噶尔盆地南缘(下称准南)蕴含着丰富的中-低煤阶煤层气资源，但勘探程度相对较低，气体成因和气藏形成机理认识不足，一定程度上制约了开发。为探究准南米泉地区中-低煤阶煤层气成因及其富集成藏机理，基于18口煤层气生产试验井的气样及其伴生的煤层产出水样，系统开展了相关样品的稳定同位素、水文地球化学以及放射性同位素定年等室内试验，综合运用经典的天然气识别图版等手段分析数据。结果显示大部分样品点落在图版“生物成因气”、“二氧化碳还原”、“微生物产甲烷伴生CO2”区域；水型表现为Na+·HCO-3·CI-型，煤层水矿化度较高；煤层水放射性同位素3H<1.0 TU及14C< 0.44%(现代碳百分数)。分析认为：准南米泉地区煤层气以生物成因为主，CO2还原为其主要的形成途径，该区异常高浓度CO2与微生物产甲烷活动密切相关。此外，米泉地区水动力场较为停滞，煤层水地质年龄较为古老，没有或较少现今地表水补给，该区现今水文地质条件不利于产甲烷菌生存及其产甲烷活动，现存的生物气资源应大多产生于较早地质历史时期。最后，综合区域构造与水文地质背景，结合古气候资料和煤层埋藏史等，研究提出米泉地区广泛发育封存性次生生物气藏，其形成分别经历了埋藏与成煤、抬升与剥蚀、地表水补给与生物气大量形成、产甲烷作用停止与水动力封存4个地质阶段。

来源：2021年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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