Acerca del autor: Meng Guixi, hombre, nacido en 1983, de Shangqiu, Henan, maestro, ingeniero, dedicado principalmente a la geología del metano de yacimientos de carbón. e investigación de despliegue de exploración. Correo electrónico: menggx007@qq.com, teléfono: 025-58611092. Dirección postal: Sala 1102, Edificio Huayang, No. 37, Rehe South Road, Distrito de Xiaguan, Ciudad de Nanjing, Provincia de Jiangsu.
(1. Instituto de Investigación de Exploración y Desarrollo de Petróleo de la Oficina de Petróleo de China Oriental de Sinopec, Nanjing 2100112. Comando No Convencional de la Oficina de Petróleo de China Oriental de Sinopec, Nanjing 2100165438)
A través de la investigación de Taiyuan Formación 15 en el bloque Heshun El análisis del espesor de la veta de carbón, la profundidad de enterramiento, la calidad del carbón y el contenido de gas, combinado con una investigación exhaustiva sobre la estructura dentro del bloque y la litología y el espesor de la veta de carbón número 15, concluyó que el contenido de gas del bloque de carbón 15 La veta en el área de estudio se ve afectada principalmente por la zona de falla de Ziluo-Yaoshang y la profundidad de entierro de la veta de carbón y el espesor de la lutita del techo.
Palabras clave: Principales factores de control del contenido de gas en la veta de carbón 15 en el bloque Heshun, Cuenca Qinshui
Factores de control de los cambios en el contenido de gas en la veta de carbón 15 en el bloque Heshun, Cuenca Qinshui
G.x. Meng 1 Liu Lizhen Wang 1 Liu Haiyan Deng 1 semana
(1. Exploración y desarrollo. Instituto de Investigación de Producción de la sucursal este de Sinopec, Nanjing 210011. Sede de energía no convencional de la sucursal de China Oriental de Sinopec, Nanjing 210011)
Resumen: A través del análisis del espesor, profundidad de enterramiento, petrología del carbón, características de calidad del carbón y contenido de metano en capas de carbón de 15 vetas de carbón. Se estudiaron los factores que controlan los cambios en el contenido de metano de las capas de carbón en 15 vetas de carbón en función de la estructura, la litología y el espesor de las vetas de carbón. Espesor litológico en la parte superior de la veta de carbón No. 15. Después de una investigación exhaustiva, este artículo revisa las conclusiones de los siguientes aspectos: ① La zona de la falla Ziluo-Yaoshang no es propicia para el enriquecimiento de metano en las capas de carbón, y el contenido de metano en las capas de carbón en los pozos cercanos a la zona de la falla es bajo. ② A medida que aumenta la profundidad del entierro, aumenta el contenido de metano del lecho de carbón; ③ La litología superior de la veta de carbón del pliegue 15 de Xizhai-Zhanshang es principalmente lutita apretada, y cuanto más gruesa, mejor.
Palabras clave: Cuenca Qinshui; Bloque Heshun; veta de carbón No. 15; factores de control del contenido de metano en yacimientos de carbón
El bloque Heshun está ubicado en el extremo noreste de la Cuenca Qinshui y la división administrativa. pertenece a Heshun, condado de la ciudad de Jinzhong, condado de Xiyang, condado de Shouyang, condado de Zuoquan. El bloque tiene 26,48km de ancho de este a oeste, 49,71km de largo de norte a sur y cubre un área de 1.040km2. Los recursos de metano de yacimientos de carbón previstos son 1520×108m3. En el extremo sur de la parcela hay minas de carbón a lo largo de Shunfengtai, Shunzhengbang, Beiguan y Tengxin. En este bloque se han implementado más de 20 pozos de metano en yacimientos de carbón; hay líneas sísmicas bidimensionales que cubren todo el bloque de poco profundo a profundo; hay 32 pozos de yacimientos de carbón en este bloque.
El fondo geológico de 1
Los estratos del área incluyen principalmente: Arcaico; Proterozoico Superior Siniano; Cámbrico, Ordovícico, Carbonífero, Pérmico del Mesozoico, Neógeno y; Cuaternario. Los principales estratos que contienen carbón son la Formación Carbonífera Taiyuan y la Formación Pérmica Shanxi. La principal capa objetivo para la exploración de metano en lechos de carbón en este bloque es la veta de carbón de la Formación Taiyuan 15.
La Formación Taiyuan en la región tiene 90,30~143,80 m de espesor, con un promedio de 125,00 m, y tiene 14 estratos carboníferos, que es uno de los principales estratos carboníferos. En este grupo, la arenisca K1 se deposita continuamente en la Formación Benxi y consiste en arenisca gris, lutita arenosa de color gris oscuro y gris-negro, lutita, piedra caliza y vetas de carbón. Existen principalmente tres estratos calizos (K4, K3 y K2), que son estables en toda la zona y son buenos estratos indicadores. Hay ciertos cambios en la litología y el espesor sedimentario de este grupo, pero la litología sedimentaria es estable, el ambiente de depósito es obviamente diferente y los ciclos son obvios. Es un depósito marino-continental alterno. El principal entorno de deposición de carbón en la veta de carbón 15 son principalmente llanuras de marea y pantanos de turba.
Desde una perspectiva regional, el bloque Heshun está ubicado en el cinturón plegado Exhibitor-Wuxiang-Yangcheng, de tendencia noreste, de la cuenca Qinshui. Este bloque se caracteriza por estructuras de pliegues, con desarrollo de fallas pequeñas y medianas y columnas de colapso, también existen estructuras de pliegues secundarios, anchos y suaves, con líneas estructurales distribuidas en dirección noreste, todos los estratos son relativamente planos, tendiendo al noroeste; en su conjunto, con un ángulo de inclinación generalmente alrededor de 10, y los estratos están enterrados profundamente en el este, alto en el oeste y bajo en el oeste. Hay una zona de falla con tendencia noreste entre los pozos H3 y H7 en el bloque, que se puede dividir en la zona monoclínica de Hongbaogou, la zona de falla de Ziluo-Yaoshang y la zona de pliegue de Xizhai-Zhanshang de sureste a noroeste.
2 Características básicas de la veta de carbón 15
2.1 Características de aparición de la veta de carbón
La veta de carbón No. 15 en este bloque está ubicada a unos 16,5 metros debajo del Caliza K2 y a 16,5 metros de arenisca K1 A unos 16 metros. El espesor de la veta de carbón No. 15 es de 2,3 a 9,9 m, con un espesor promedio de 5,13 m.
Los resultados de la perforación y la interpretación de datos sísmicos 2D muestran que la decimoquinta veta de carbón está distribuida de manera estable en el bloque. El área de distribución de carbón con un espesor de 5 a 10 m representa más de la mitad del área del bloque, y se desarrolla un cinturón de carbón grueso en el. norte y sur.
La estructura de la veta de carbón 15 es de simple a compleja y contiene de 0 a 5 capas de ganga, generalmente 3 capas, y la ganga es principalmente lutita y lutita carbonosa. El techo de la veta de carbón es generalmente lutita o lutita carbonosa, y una pequeña cantidad de perforación revela limolita o arenisca fina; el piso es generalmente lutita, y una pequeña cantidad de perforación revela lutita arenosa o arenisca fina;
La profundidad de enterramiento de la veta de carbón No. 15 varía entre 141,89 y 1381 m. La tendencia general es que la profundidad de enterramiento se profundiza gradualmente de este a oeste. El terreno en el noreste y sureste del bloque es relativamente. plano, y la profundidad de enterramiento es en su mayoría inferior a 1000 m. La profundidad de enterramiento en el medio del bloque es de 1000 ~ 1500 m cerca del límite occidental del bloque, es superior a 1500 m; El entierro local se ve muy afectado por las fluctuaciones y cambios del terreno.
2.2 Características de la calidad del carbón de las rocas de carbón
Los tipos macroscópicos de rocas de carbón del carbón No. 15 en la Formación Taiyuan son principalmente carbón semibrillante y carbón brillante, siendo el grupo vitrinita el que generalmente representa 69,6%~ Alrededor del 80,8%, con una media del 77,3%. El contenido de cenizas del carbón bruto oscila entre el 4,03% y el 26,47%, con un valor medio del 10,07%, que es carbón bajo en cenizas. La reflectancia de vitrinita de la veta de carbón No. 15 es de 2,17% ~ 2,97%, con un promedio de 2,44%. Es un carbón pobre y antracita altamente metamórfico. No hubo cambios significativos en el contenido de vitrinita, el rendimiento de cenizas y la reflectancia de vitrinita. La veta de carbón 15 no ha cambiado mucho.
3 Características de distribución del contenido de gas
La profundidad de enterramiento de 15 vetas de carbón varía de 452,50 a 1178,50 metros, el contenido de gas (al aire seco) es de 4,63 a 16,54 metros cúbicos/tonelada. y el valor promedio es 10.49 El contenido de metano en metros cúbicos/tonelada.15 el metano de yacimientos de carbón oscila entre 86.24% y 98.42%, con un promedio de 93.31%. La concentración de metano es alta y la calidad del metano de las capas de carbón es buena.
Los pozos de parámetros de metano de lecho de carbón en el bloque Heshun se concentran principalmente en el sureste y noreste del bloque (la profundidad de la veta de carbón es en su mayoría inferior a 1000 m). Al analizar los cambios en el contenido de gas en la decimoquinta veta de carbón, se encuentran las siguientes características: (1) El contenido de gas en la monoclínica Hongbaogou en el sureste varía entre 4,63 y 16,54 m3/t, y la distribución del contenido de gas cambia mucho. A nivel local es superior a 12 m3/t, y el contenido de gas de la 15ª veta de carbón aumenta gradualmente desde la zona de falla superior de Ziluo-yao en el sureste hasta el pozo HP1-H2. (2) El contenido de gas de la decimoquinta veta de carbón en la parte norte del cinturón plegado Xizhai-Zhanshang varía entre 8 ~ 65438+100 m3/t. El contenido general de gas no es alto y no cambia mucho en el plano (3; ) La profundidad de enterramiento de este bloque es de 1000 m. El contenido de gas es superior a 65438+100 m3/t, y el contenido de gas aumenta con el aumento de la profundidad de enterramiento de la 15.ª veta de carbón.
4 Principales factores de control del contenido de gas
4.1 Zona de falla de Ziluo-Yaoshang
Las primeras exploraciones de metano en capas de carbón en el bloque Heshun se concentraron principalmente en los 1000 m sureste parte poco profunda, pero la prueba de contenido de gas de 8 pozos de parámetros muestra que el contenido de gas de la veta de carbón poco profunda de 1000 m cambia mucho. Se analizaron estadísticamente el contenido de gas del pozo parámetro poco profundo y la distancia entre el pozo parámetro y el eje de la zona de falla Ziluo-Yaoshang. Se descubrió que cuanto más cercana es la distancia, menor es el contenido de gas (ver Figura 1) y la correlación entre los dos es alta, lo que refleja que la zona de la falla Ziluo-Yaoshang no es propicia para la aparición de metano en capas de carbón.
Figura 1 La relación entre el contenido de gas de la decimoquinta veta de carbón y la zona de la falla Ziluo-Yaoshang
La ocurrencia estratigráfica de la zona de la falla Ziluo-Yaoshang cambia enormemente. La decimoquinta veta de carbón en la zona de falla de Luo-Yaoshang tiene un ángulo de buzamiento de 10-15, y hay muchas fallas del noreste y pilares de hundimiento kárstico cercanos (encontrados en el pozo HS1). Debido a la influencia de fallas y columnas de colapso kárstico, el metano de las capas de carbón se desorbe y se escapa. Los pozos H3 y H4 están cerca de la zona de falla estructural Zilu-Yaoshang y tienen un contenido de gas muy bajo. El contenido de metano del lecho de carbón en el pozo H3 15 es de 4,63 m3/t; el contenido de metano del lecho de carbón en el pozo H4 15 es de 7,58 m3/t.
4.2 Profundidad de enterramiento de la veta de carbón
A través del análisis de las 15 vetas de carbón en el bloque Heshun Correlación entre el contenido de gas y la profundidad del entierro, se encontró que el contenido general de gas de las 15 vetas de carbón se correlacionaba positivamente con la profundidad del entierro (Figura 2), lo que indica que la capa profunda es. propicio para el enriquecimiento del metano de las capas de carbón. La capa de roca suprayacente de la veta de carbón 15 en el bloque Heshun es gruesa y las condiciones de la roca de metano del lecho de carbón son buenas. La aparición de metano en los lechos de carbón no se ve afectada fácilmente por los cambios en las condiciones estructurales y el contenido de gas en los lechos de carbón es alto. Existe una correlación negativa entre el contenido de gas de la veta de carbón poco profunda 15 y la profundidad de la veta de carbón (ver la línea de puntos en la Figura 2), principalmente porque el contenido de gas de la veta de carbón poco profunda a 1000 m en el sureste del bloque es controlado principalmente por la zona de falla Ziluo-Yaoshang (ver Figura 1).
4.3 Techo de veta de carbón
La veta de carbón No. 15 de la Formación Taiyuan en este bloque está ubicada a unos 16,5 metros por debajo del fondo de la piedra caliza K2. Los estratos entre la parte superior de la 15.ª veta de carbón y la 15.ª veta de carbón pertenecen a las facies de pantanos de turba, y las facies sedimentarias evolucionaron a facies de plataforma de carbonato durante el período de deposición de piedra caliza K2. Aquí, los estratos formados en un ambiente de depósito similar entre la parte superior de la veta de carbón 15 y el fondo de la piedra caliza K2 se denominan colectivamente 6544. La capa de lutita en el techo puede sellar mejor el metano del lecho de carbón en la decimoquinta veta de carbón. Si hay una capa de lutita con alto contenido de lodo y gran espesor en el techo, su rendimiento de sellado es más fuerte que el de los techos de arenisca y de piedra caliza. El análisis estadístico del espesor acumulativo de la lutita del techo de la 15.ª veta de carbón y el contenido de gas de la 15.ª veta de carbón muestra que el contenido de gas de la 15.ª veta de carbón tiene una fuerte correlación con el espesor acumulativo de la lutita del techo, y el gas El contenido aumenta con el aumento del espesor acumulativo de la lutita del techo (Figura 3).
Figura 2 La relación entre el contenido de gas y la profundidad de enterramiento de la 15.ª veta de carbón
5 Conclusión y comprensión
La 15.ª veta de carbón de la Formación Taiyuan en El bloque Heshun es la principal fuente de exploración y desarrollo de metano en yacimientos de carbón. En cuanto a la capa objetivo, la distribución de 15 vetas de carbón en este bloque es estable, con un espesor de aproximadamente 5,0 m, y la distribución del espesor no cambia mucho. Por lo tanto, las características de distribución y los factores de control del contenido de gas en 15 vetas de carbón son una base importante para la exploración y el despliegue de metano en lechos de carbón. A través de un análisis e investigación exhaustivos, tenemos la siguiente comprensión de las características de distribución del contenido de gas y los factores de control de la 15ª veta de carbón:
(1) En los 1000 m poco profundos al sureste del bloque Heshun, el contenido de gas de La decimoquinta veta de carbón obviamente está afectada por la falla Ziluo-Yaoshang Con control. Cuanto más lejos esté un pozo de metano de la zona de la falla Ziluo-Yaoshang, mayor será el contenido de gas. La zona de falla Ziluo-Yaoshang es un área desfavorable para la exploración de metano en capas de carbón. El contenido de gas de la veta de carbón 15 en la zona monoclínica de Hongbaogou cambia enormemente y el riesgo de exploración de metano en capas de carbón es alto.
(2) El contenido de gas de la decimoquinta veta de carbón en el bloque Heshun está correlacionado positivamente con la profundidad de enterramiento. La correlación profunda es alta, lo que favorece el enriquecimiento del metano del lecho de carbón. Se puede explorar más a fondo un área de 1000 ~ 1500 m.
(3) El contenido de gas de la veta de carbón 15 en el bloque Heshun aumenta con el aumento del espesor de lutita del techo. Los resultados de la exploración de carbón muestran que el techo de la veta de carbón 15 en la zona de pliegue Xizhai-Zhanshang tiene lutita gruesa y buenas condiciones de sellado para el techo de metano del lecho de carbón, lo que favorece la preservación del metano del lecho de carbón.
A través del análisis y estudio de los factores que controlan el contenido de gas de 15 vetas de carbón, se cree que la parte poco profunda del bloque Heshun se ve muy afectada por las condiciones estructurales, las condiciones de preservación del metano del lecho de carbón son relativamente pobre, el contenido general de gas de la veta de carbón no es alto y los cambios son relativamente grandes, los riesgos de exploración son altos. El área con una profundidad de enterramiento de 1000-1500 m en el cinturón plegado de Xizhai-Zhanshang es un área objetivo favorable para la exploración de metano en capas de carbón.
Figura 3 La relación entre el espesor de la acumulación de lutita en el techo de la veta de carbón 15 y el contenido de gas
Referencia
[1] Fu, Tai Li , Wei Chongtao. 2006. Geología del metano de capas de carbón. Xuzhou: Prensa de la Universidad de Minería y Tecnología de China[M]
He Tiancai, TV. 2007. Exploración, desarrollo y utilización de metano de capas de carbón. Xuzhou: Prensa de la Universidad de Minería y Tecnología de China[M]