(Instituto de Investigación para la Exploración y el Desarrollo del Petróleo de China, Beijing 100083)
Acerca del autor: Fan Mingzhu, hombre, ingeniero senior, dedicado principalmente a la investigación geológica y operaciones de campo de metano en capas de carbón. , fanmingzhu@pepris.com.
El bloque Sanjiao está ubicado en medio de la yacimiento de carbón de Hedong y tiene un enorme potencial para el desarrollo de metano en capas de carbón. Desde hace tiempo se perforan y preparan 20 pozos de metano en capas de carbón. Existen diferencias obvias en el contenido de gas, la saturación de gas y la producción de gas entre la Formación del Pozo Linjiaping y la Formación del Pozo Qikou, que están separadas por unos 6 km a lo largo de la tendencia estratigráfica. El estudio encontró que el entorno hidrogeológico de los dos grupos de pozos es diferente y la fuerte zona de escorrentía de agua subterránea es la razón geológica de estas diferencias. Los resultados de la investigación tienen una importancia orientadora para el siguiente paso de exploración y despliegue, y proporcionan un ejemplo típico de la importancia de la investigación de las condiciones hidrogeológicas en la exploración y el desarrollo de metano en capas de carbón.
Bloque Sanjiao en el yacimiento de carbón de Hedong; condiciones hidrogeológicas del lecho de carbón que contiene gas metano
La influencia de las condiciones hidrogeológicas en el bloque Sanjiao sobre el contenido y la saturación del gas
Fan Mingzhu
(Instituto de Investigación de Exploración y Desarrollo del Petróleo Sinopec, Beijing 100083)
Resumen: El bloque Jiaoshan está ubicado cerca del centro del campo de carbón de Hedong en el borde oriental de la cuenca de Ordos en Shaanxi. y se considera una ubicación privilegiada para el desarrollo de metano en capas de carbón. Las dos redes de pozos de prueba, la Formación de Pozos Linjiaping y la Formación de Pozos Qikou, están dispuestas a lo largo de la tendencia estratigráfica y a 6 kilómetros de distancia. Existen diferencias obvias entre estos modos en términos de fracción de gas, saturación de gas y fracción de gas. El estudio cree que esta diferencia se debe a la fuerte salida de agua subterránea en las formaciones con contenido de carbón. Esta conclusión es de gran importancia para la formulación del plan de desarrollo de metano de yacimientos de carbón en este bloque, y es un caso típico que demuestra el importante impacto de las condiciones hidrogeológicas en la exploración y el desarrollo de metano de yacimientos de carbón.
Palabras clave: metano de yacimientos de carbón; contenido de gas y saturación; condiciones hidrogeológicas; bloque Jiaoshan; yacimiento de carbón de Hedong
Introducción
Área de exploración de metano de yacimientos de carbón de Sanjiao la parte media de la cuenca carbonífera de Hedong, en el ala norte de la estructura en forma de nariz de Lishi (Figura 1). La estructura de esta área es simple, con una serie de estructuras de flexión de baja amplitud que se desarrollan sobre un fondo monoclínico inclinado NW-NW (Fig. 2). La veta de carbón tiene unos 500 metros de profundidad, y las vetas de carbón objetivo son el carbón 4/5 del Grupo Shanxi y el carbón 8 y 9 del Grupo Taiyuan (Figura 3). El espesor total de la veta de carbón es de 7 a 15 m, la distribución es estable y la estructura de la veta de carbón es simple. Es 0,76% ~ 1,18%, que es carbón fertilizante gaseoso. Se desarrollan la estructura primaria del cuerpo de carbón y la escisión, y la veta de carbón tiene buena permeabilidad. La permeabilidad original de la prueba de formación es (0,4 ~ 50) × 10-3 μ m2 y la presión del yacimiento de carbón es normal. El área de este bloque es de 488,2 km2, los recursos geológicos de metano de yacimientos de carbón son 533×108m3 y la abundancia de recursos es de 1,09×108m3/km2. El potencial de desarrollo de metano de yacimientos de carbón es enorme.
Fig. 1 Diagrama esquemático de la ubicación de las tres parcelas de intersección
Fig. 2 Diagrama de la estructura del piso de carbón de la Formación Taiyuan 9
Fig. diagrama del sistema de carbón
El bloque Sanjiao comenzó la exploración en 1996. En 2006, se construyeron 5438+0 * *20 pozos de metano en capas de carbón y se perforaron dos grupos de pozos de prueba de desarrollo, a saber, el grupo de pozos Linjiaping con 9 pozos y el grupo de pozos Huangkou con 5 pozos (Fig. 4), entre los cuales el tiempo de drenaje de SJ5, SJ6, SJ7, SJ8 y SJ9 en el grupo de pozos Linjiaping es de hasta 24 horas. Durante la exploración y producción, se descubrió que existen diferencias obvias en el contenido de gas y la capacidad de recuperación de los dos grupos de pozos separados por aproximadamente 6 km. El Grupo de Pozos Huangkou es significativamente mejor que el Grupo de Pozos Linjiaping. Esta diferencia muestra que las condiciones geológicas del metano de las capas de carbón en este bloque son complejas y deberían atraer la atención del personal de exploración. Descubrir las razones geológicas de esta diferencia es de gran importancia práctica para formular un plan de despliegue de exploración razonable en el área y guiar el desarrollo exitoso del metano de yacimientos de carbón.
Figura 4 Mapa del pozo del bloque Sanjiao y sitio de prueba
1 Contenido de gas de la veta de carbón y características de cambio de producción de gas
Contenido de gas de la veta de carbón en el bloque Sanjiao Allí Hay tres fuentes de datos, a saber, pozos de exploración de carbón, pozos de exploración de metano de capas de carbón con extracción de muestras convencionales y pozos de prueba de desarrollo de metano de capas de carbón con extracción de muestras con cables. Entre ellos, el tiempo de exposición de las muestras de carbón en pozos de extracción de muestras con cables es el más corto y los resultados de la medición del contenido de gas son los más confiables. Los resultados de la medición del contenido de gas de los tres pozos de perforación con cables que representan dos grupos de pozos se muestran en la Tabla 1, entre los cuales SJ11 y SJ13 son el grupo de pozos Linjiaping, y SJ14 es el grupo de pozos Huangkou. Se puede ver en la tabla que el contenido de gas de cada veta de carbón en la Formación Huangkoujing es significativamente mayor que el de la Formación del Pozo Linjiaping.
Tabla 1 Datos de contenido de gas de SJ11, SJ13 y SJ14.
Los datos de saturación de gas de estos dos grupos de pozos se muestran en la Tabla 2 y la Figura 5.
El pozo SJ11 representa la Formación del Pozo Linjiaping y el pozo SJ14 representa la Formación del Pozo Huangkou. Como se puede ver en la Figura 5, la saturación de gas de la Formación Huangkoujing es entre un 17% y un 36% mayor que la de la Formación del Pozo Linjiaping. La Formación Huangkoujing está saturada o cerca de la saturación, mientras que la Formación del Pozo Linjiaping está severamente subsaturada.
Tabla 2 Datos de saturación de gas de los pozos SJ 11 y SJ14
Nota: El formato de los datos es.
Figura 5 Comparación de saturación de gas promedio entre el pozo SJ 11 y el pozo SJ14.
La Figura 6 muestra la producción de gas de cada pozo después de que los pozos de prueba de la Formación de Pozos Linjiaping y la Formación de Pozos Huangkou fueran drenados durante aproximadamente 10 meses. En la figura se puede ver que la producción de gas de la Formación Huangkoujing es generalmente alta.
2 Condiciones hidrogeológicas y su control sobre el gas
La dirección del flujo del agua subterránea en la sección carbonífera del bloque Sanjiao es consistente con la tendencia estratigráfica. La parte central fluye desde el sureste. al noroeste En la ciudad de Huangkou Afectada por la tendencia estratigráfica, la parte sur gira casi en dirección norte-sur y la dirección del flujo de agua subterránea cambia de este a oeste. Hay una zona de alto potencial cerca del lado sur de la Formación del Pozo Linjiaping (Fig. 7). Al dibujar el mapa del contenido de iones de cloruro del agua subterránea de la Formación Shanxi y la Formación Taiyuan (Figuras 8 y 9), se encontró que la Formación del Pozo Linjiaping se encuentra en una zona anormal con bajo contenido de iones de cloruro. Estos datos son * * *.
La Figura 6 muestra la producción de gas de cada pozo durante aproximadamente 10 meses de producción.
Figura 7 Nivel isoagua de la Formación Taiyuan
La investigación in situ mostró que el agua subterránea del Pozo Sg3, ubicado a unos 200 metros al suroeste de la Formación del Pozo Linjiaping, se desbordó y el agua que fluyó era de color blanco lechoso. Después de ponerlo en la taza, los materiales inflamables se encienden en la superficie del agua. Después de unos minutos, el agua cambia de blanco lechoso a claro y transparente. Este fenómeno indica que el agua subterránea contiene gases disueltos.
No es difícil ver a partir de lo anterior que el entorno hidrogeológico de la Formación Huangkoujing y la Formación Linjiapingjing son diferentes. El entorno hidrogeológico de la Formación Huangkoujing es relativamente estable y cerrado, mientras que la Formación del Pozo Linjiaping es relativamente pobre. La fuerte alternancia de aguas subterráneas y superficiales hace que el metano de las capas de carbón migre y se disipe en un estado soluble en agua, lo que resulta en una reducción del contenido de gas y la saturación de gas, reduciendo así la producción de gas.
Figura 8 Mapa de contenido de iones de cloruro de la Formación Taiyuan
Figura 9 Mapa de contenido de iones de cloruro de la Formación Shanxi
Figura 10 Mapa de contorno de escorrentía de aguas subterráneas de la Formación Taiyuan
3Conclusión
Los resultados de la exploración en el área experimental de Sanjiao demuestran que las condiciones hidrogeológicas tienen efectos obvios de control del gas y son contenidos de investigación importantes que no pueden ignorarse en las actividades de exploración y desarrollo de metano en yacimientos de carbón. En lo que respecta a los trabajos de exploración en este bloque, existe una necesidad urgente de estudiar las razones geológicas de la formación de fuertes zonas de escorrentía de aguas subterráneas, identificar las características cambiantes del entorno hidrogeológico de las aguas subterráneas en toda el área y proporcionar la base necesaria para la formulación de planes de exploración y desarrollo.
Gracias al Dr. Victor Zhang, ex geólogo senior de Arco China Company, por proporcionar la información necesaria para este artículo.
Referencia
Yin Bajin, Ding Jianchun, Wang Chufeng, Nuevo. 2002. Historia y perspectivas de la exploración de metano en capas de carbón en el área de Hedong, Shanxi. Desarrollo y perspectivas de la industria china del metano de lecho de carbón en el siglo XX (Actas del Tercer Simposio Académico Nacional de Metano de lecho de carbón), 42.