煤炭科学技术

作者：王芳芳, 吴财芳, 杜明洋, 唐依然, 王聪, 文德修,

关键词：煤层气, 地球化学, 成因类型, 碳氢同位素, 雨汪区块,

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0.999 5～0.999 7，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。

来源：2024年第7期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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