(Equipo de exploración 107 de la Oficina de Geología de Yacimientos de Carbón del Noreste, Fuxin 123000)
Acerca del autor: Chen Zhaoshan, hombre, nacido en junio de 1960, ingeniero senior a nivel de profesor , prospección geofísica, metano de yacimientos de carbón, correo electrónico: czschenzhaoshan @ 163.com.
Este artículo combina la práctica de desarrollo de metano de capas de carbón en el área de Liujia, realiza un análisis integral de sus principales factores geológicos y analiza los recursos recuperables de metano de capas de carbón controlados por un solo pozo, el desarrollo estructural, la actividad magmática, Se discutieron la hidrogeología y la tasa de permeabilidad integral, la presión crítica de desorción y las condiciones de cobertura. Se propusieron los principios de diseño de pozos y las áreas favorables para el desarrollo de metano en capas de carbón en esta área. Se cree que el desarrollo de fracturas internas y externas en los yacimientos de carbón de esta zona favorece la producción de yacimientos de metano en yacimientos de carbón. Las vetas de carbón cercanas a las paredes de diabasa y al lecho de roca tienen altos rangos de carbón, un alto contenido de metano en los lechos de carbón y fisuras externas extremadamente desarrolladas, que pueden transformarse fácilmente en áreas de alta permeabilidad, lo que favorece el desarrollo de metano en los lechos de carbón. Los pozos de metano de lecho de carbón deben ubicarse cerca de la zona de desarrollo de la fractura, pero deben evitar la zona de fractura principal. La zona de fractura formada cerca del ala sinclinal o del yacimiento de carbón es el área más ideal para la ubicación del pozo.
Metano de yacimientos de carbón; principales factores geológicos; control de un solo pozo; recursos recuperables de metano de yacimientos de carbón; permeabilidad; presión de desorción; análisis de la cuenca de Fuxin principal factores de control geológico
Chen Zhaoshan, Wang Zhigang
(Equipo 107 de la Oficina de Geología de Yacimientos de Carbón del Noreste, Fuxin 123000)
Resumen: Combinado con la práctica de desarrollo de metano en capas de carbón En el área minera de Liujia, se analizaron exhaustivamente los principales factores de control geológico del metano de las capas de carbón, y los recursos recuperables de metano de las capas de carbón se controlaron mediante un solo pozo, el desarrollo estructural, la actividad del magma, la hidrogeología, la permeabilidad integral después de la estimulación del yacimiento de carbón, la presión crítica de desorción y la roca de cobertura. fueron discutidos. Se propusieron los principios del diseño de perforación y las áreas favorables para el desarrollo de metano en yacimientos de carbón. Se cree que los listones de formación internos y externos en esta área están muy desarrollados, lo que favorece la producción de metano en lechos de carbón, el rango de carbón y el contenido de gas son altos, y los listones externos están muy desarrollados cerca de las paredes de diabasa y las rebanadas de roca; , que puede transformarse fácilmente en áreas de alta permeabilidad, lo que favorece el desarrollo de vetas de carbón. Los pozos de metano de lechos de carbón deben ubicarse cerca del área donde se desarrollan las vetas de carbón y lejos de la veta de carbón principal. La zona de cornamusa formada simultáneamente en los flancos del sinclinal y la veta de carbón es el lugar más ideal para perforar agujeros.
Palabras clave: metano de yacimientos de carbón; principales factores de control geológico; permeabilidad; presión de desorción crítica;
Introducción
La cuenca de Fuxin es la mina de carbón más grande. En mi país, una de las primeras cuencas para la exploración y el desarrollo de metano en yacimientos de carbón, la mayoría de las minas son minas con alto contenido de gas, lo que provoca muchos accidentes catastróficos en las minas de carbón. De 1995 a 1997, Fuxin Mining Bureau y Sino-American Coalbed Mtane Company perforaron dos pozos de preexploración de metano en lechos de carbón en el distrito de Liujia, pero ambos fracasaron debido a problemas técnicos de construcción. En los últimos años, el Equipo de Exploración Northeast Coalfield 107 y Fuxin City han llevado a cabo una gran cantidad de exploración de superficie y desarrollo de metano de capas de carbón en esta área y han logrado resultados satisfactorios. Esta área inició su operación comercial en junio de 2002, con un suministro diario de gas de 16.000 ~ 25.000 m3. Su ubicación de tráfico se muestra en la Figura 65, 438+0. Desde 1999, se han construido 11 pozos de desarrollo de metano en capas de carbón. La producción de gas de cada pozo ha alcanzado un flujo de gas industrial, con una producción de gas de 1000 ~ 8500 m3/d. El contenido medido de metano en capas de carbón del pozo LJ-1 es de 6,3 ~ 10,37. m3/. La permeabilidad medida es 0,323×10-3 ~ 0,469×10-3 μm 2, y la permeabilidad total después de la presión es 21,5610-3 μm2. Este resultado muestra que la productividad de los pozos de metano en capas de carbón en diferentes lugares del área varía mucho; la permeabilidad de los yacimientos de carbón cambia significativamente antes y después de la estimulación. Para obtener la capacidad ideal de producción de metano de yacimientos de carbón, este artículo combina la práctica de desarrollo de metano de yacimientos de carbón en los últimos años, analiza exhaustivamente los principales factores geológicos del metano de yacimientos de carbón y se esfuerza por proponer principios para seleccionar ubicaciones de pozos de metano de yacimientos de carbón en el futuro, que puedan Proporcionar referencia para otros bloques de desarrollo de metano en capas de carbón.
Figura 1 Mapa de ubicación del tráfico de Fuxin Coalfield
1 Principales factores de control
En los últimos años, la práctica de desarrollo de metano en capas de carbón en el distrito de Liujia ha demostrado que la diabasa paredes y cimientos Las vetas de carbón cerca de la roca son horneadas por las intrusiones, lo que aumenta el grado de metamorfismo del carbón, el contenido de metano del lecho de carbón es grande y las fisuras internas y externas están extremadamente desarrolladas. Es un área ideal para el desarrollo de metano en capas de carbón. Por ejemplo, los pozos LJ-5 y LJ-6 tienen una producción diaria de gas de 4500 m3, y el pozo LJ-3 tiene una producción diaria de gas de 6500 m3. La zona de fractura por tracción que se encuentra casi al mismo tiempo que la veta de carbón objetivo también es un área ideal para el desarrollo de metano en yacimientos de carbón. Por ejemplo, la producción diaria de gas del pozo LJ-10 es de 8500 m3. la producción de gas de los pozos de metano de lechos de carbón en el eje sinclinal es menor que la de las alas sinclinales, como por ejemplo el pozo LJ-1. La producción de gas (parte del eje) es menor que la del pozo LJ-3 (parte del ala).
¿Cuáles son los factores que tienen una relación importante entre la productividad de los pozos de metano de las capas de carbón y los yacimientos de carbón? La forma de seleccionar la ubicación de los pozos de metano en capas de carbón para lograr beneficios económicos razonables depende principalmente de la cantidad de recursos de metano en capas de carbón controladas por un solo pozo en el área de estudio, el desarrollo estructural, los factores de intrusión de magma, los factores de control hidrológico, la permeabilidad integral después de la estimulación y la presión crítica de desorción. y sus condiciones de capa.
1.1 La cantidad de recursos de metano de yacimientos de carbón controlados por un solo pozo
La cantidad de recursos de metano de yacimientos de carbón controlados por un solo pozo depende principalmente del espesor de la veta de carbón, el factor de recuperación y la veta de carbón. contenido de gas y área de control de pozo único. El área de estudio está compuesta principalmente por estratos del Cretácico, y en toda el área se desarrollan un total de 5 vetas de carbón. Entre ellos, los tres principales grupos de vetas de carbón, de arriba a abajo, son el grupo de vetas de carbón Sunben, el grupo de vetas de carbón Zhongmei y el grupo de vetas de carbón Taiping. Estos tres principales grupos de vetas de carbón también son las capas objetivo para el desarrollo superficial de metano de capas de carbón en el área de estudio. El espesor máximo acumulado de la veta de carbón recuperable es de 86,53 m (Pozo 7001), y el espesor acumulado promedio de la veta de carbón recuperable es de 42,96 m. Consulte la Tabla 1 para obtener más detalles.
Tabla 1 Tabla estadística de las principales vetas de carbón recuperables en el campo minado de Liujia
En condiciones de temperatura de formación simuladas, el volumen de desorción natural de las vetas de carbón es inferior a 10 ml por día. Los resultados de las pruebas del contenido de metano en el yacimiento de carbón en la veta de carbón Sunben (debajo del carbón crudo) en el pozo LJ-1 son de 6,3 ~ 7,51 m3/t; la veta de carbón intermedia (debajo del carbón crudo) es de 7,69 ~ 10,14 m3/t; la veta de carbón (debajo del carbón crudo) es de 9,52 ~ 10,37 m3/t; el pozo LJ-1 está lejos de la intrusión de diabasa y está ubicado en el eje sinclinal. El contenido de metano de los lechos de carbón medido en el área de estudio es bajo, y el contenido de metano de los lechos de carbón en otras áreas será mayor. La concentración de metano del metano del lecho de carbón producido real es superior al 97% y los demás componentes son principalmente nitrógeno.
Recursos de metano de lecho de carbón controlados por un solo pozo: Pozo G = A H D C.
g-La cantidad de recursos de metano de yacimientos de carbón controlados por un solo pozo (m3), A-el área controlada por un solo pozo (m2), H-el espesor promedio de la veta de carbón controlada por un solo pozo pozo (m), D-densidad aparente de la veta de carbón (t/m3), C-contenido de metano del lecho de carbón controlado por un solo pozo (m3/t).
Recursos recuperables de metano de lecho de carbón controlados por un solo pozo: G tanque = G tasa de recuperación del pozo.
El contenido de gas de las vetas de carbón en diferentes partes del bloque es diferente, pero el cambio no será grande en el área de control de un solo pozo en el mismo tipo de pozo y en el mismo bloque; cambia mucho; por lo tanto, el metano del lecho de carbón controlado por un solo pozo. La cantidad de recursos recuperables está determinada principalmente por el espesor de la veta de carbón y la tasa de recuperación. Los factores de recuperación dependen principalmente de la tecnología de perforación y los métodos de estimulación del yacimiento. Por ejemplo, el radio de control de los pozos verticales es de aproximadamente 150 m y la tasa de recuperación es del 40 %, mientras que el rango de control de los pozos horizontales de pluma es de aproximadamente 1 km2 y la tasa de recuperación es del 80 % (según datos relevantes de Estados Unidos; China). puede ser más pequeño). El contenido de gas de las vetas de carbón en esta área es relativamente estable, la tecnología de perforación es principalmente de pozos verticales y el método de estimulación del yacimiento es agua limpia y fracturación de arena. Por lo tanto, el espesor de las vetas de carbón se ha convertido en el factor principal en la ubicación del pozo. selección. La estructura de las cuencas continentales es compleja y el espesor de las vetas de carbón varía mucho. Si la ubicación del pozo se selecciona incorrectamente, la cantidad de recursos recuperables de metano de yacimientos de carbón controlados por un solo pozo será demasiado pequeña, lo que afectará directamente los beneficios económicos.
Tomando el área de Liujia como ejemplo, este artículo explica cómo considerar el impacto de un solo pozo en el control de los recursos recuperables de metano de capas de carbón en el diseño de la ubicación del pozo;
De acuerdo con el veta de carbón en el distrito de Liujia, ciudad de Fuxin, provincia de Liaoning Según los datos de conclusión del informe geológico del censo de gas, la vida útil de los pozos de producción de metano en capas de carbón es de 13,2 años, el radio de control es de 150 m y el contenido de metano en capas de carbón es de 9,21 m3/t , la tasa de recuperación es del 40% y el precio de venta del metano de yacimientos de carbón es de 1,20 yuanes/m3 (pozo vertical).
El costo total del proyecto de los pozos de producción de metano en capas de carbón en esta área es de 2,5 millones de yuanes/pozo (pozo vertical), el costo del proyecto de drenaje de gas es de 300.000 yuanes/año y los impuestos y otros gastos son de 500.000 yuanes. /pozo; un metano de lecho de carbón El pozo de producción requiere una inversión de 6,96 millones de yuanes de principio a fin (se omite la tasa de interés del préstamo). Es necesario producir 580×104m3 de metano de carbón para alcanzar el punto de equilibrio, lo que requiere una reserva única bien controlada de 1450×104m3 como garantía. Por lo tanto, el espesor de los pozos de metano en capas de carbón en esta área debería ser superior a 16,15 m.
1.2 Desarrollo estructural
La cuenca de Fuxin está ubicada en la tercera zona de hundimiento de Xinhuaxia, el Tianshan -Cinturón estructural compuesto este-oeste de Yinshan y la unión de la zona de elevación de la falla Chifeng-Tieling. Pertenece a la cuenca sedimentaria del rift continental mesozoico, con un patrón estructural de zonificación este-oeste y bloqueo norte-sur. Después del Cretácico, debido a la extrusión de los estratos de norte a sur, se formaron las estructuras sinclinales amplias y suaves con tendencia norte-noreste de Liu Jia y Wang Yingzi. Posteriormente, el campo de tensión cambió gradualmente del sistema de extrusión a la derecha. Torsión de tracción manual, lo que hace que el campo de tensión original se neutralice. Dos conjuntos de fracturas exógenas en las direcciones NNE y NEE se encuentran en un estado de tensión-corte o tracción, lo que resulta en sistemas de fractura exógenos y de escisión extremadamente desarrollados en la veta de carbón en esta área. , y el yacimiento de carbón se transforma fácilmente en un yacimiento de alta permeabilidad. Ver Figura 2.
Las zonas de falla formadas al mismo tiempo que el depósito de carbón o las zonas de falla que pasan a través del depósito de carbón y se extienden hacia arriba por un corto tiempo sin dañar la capa de roca no sólo pueden formar un buen canal para el metano del lecho de carbón, sino que también proporcionan condiciones favorables para el Almacenamiento de metano en yacimientos de carbón. Este tipo de bloque es la zona de desarrollo de metano en capas de carbón más ideal, como los pozos LJ-5 y LJ-6 ubicados en la pared de roca de la octava zona, y el pozo LJ-10 ubicado en la falla Liujia No. 2, todos los cuales tener buena productividad; la fragmentación formada en el período posterior La zona proporciona un buen canal de escape para el metano del lecho de carbón, lo que no favorece la aparición de metano del lecho de carbón. También puede reducir el contenido de gas y la presión de desorción crítica. estar conectado al acuífero superior, provocando una producción excesiva de agua y haciéndola inadecuada para el drenaje. Por ejemplo, el pozo LJ-7 está ubicado cerca de la falla Ping An No. 2 que se generó en el período posterior y por esta falla se escapa metano de lecho de carbón, con gran volumen de agua y baja productividad (200 m3/d).
1.3 Actividad de las paletas
Debido a cambios en el campo de tensiones in situ en el Cretácico Superior, se formaron múltiples fallas normales en el área de estudio y se desarrollaron sistemas de fisuras en las vetas de carbón. . Por lo tanto, la diabasa terciaria intruyó a lo largo de fallas y fisuras para formar cuerpos intrusivos, la mayoría de los cuales se produjeron en forma de lecho rocoso y diques. La diabasa en esta área se divide en tres fases. La primera fase está representada principalmente por paredes de roca orientadas al NE y lecho de roca principal. * * * Hay 6 paredes de roca, a saber, NE1-NE6. Los diques en esta etapa son de pequeña escala y sólo afectan ligeramente las vetas de carbón de Taiping central y noroeste. La diabasa de segunda etapa está representada principalmente por diques de este a oeste, con una zona de diques 13, es decir, la zona B1-B13. Desde la mina Wangying en el oeste hasta el distrito de Liujia, tiene cierto efecto destructivo en las vetas de carbón. En particular, las paredes de roca en las Zonas Tres, Seis y Ocho son de mayor escala. La tercera etapa es la última actividad de la diabasa, con la actividad más frecuente. * * * Hay 4 zonas en total, zona NNE1-NNE4, entre las cuales la zona NNE3 es la más grande y tiene un gran efecto destructivo en la veta de carbón. Sin embargo, esta pared de roca se distribuye en el extremo noroeste del distrito de Liujia, lo que afecta principalmente a la mina poco profunda de Wulong y tiene un cierto impacto en el distrito central de Liujia y las vetas de carbón de Taiping. Pero al mismo tiempo, también jugó un papel muy positivo en la formación de depósitos de metano en capas de carbón, especialmente en las áreas de Wulong y Liujia. Dentro de un cierto rango desde la intrusión de diabasa, el grado de metamorfismo del carbón aumenta a medida que disminuye la distancia desde la intrusión, e incluso puede metamorfosearse en coque natural. Por lo tanto, el contenido de gas de las vetas de carbón cerca de la intrusión de diabasa es alto.
La intrusión de diabasa desarrolla aún más el sistema de escisión de la veta de carbón, y las fisuras exógenas cercanas a ella están más desarrolladas que las alejadas de la zona estructural. Por lo tanto, debido a la intrusión de diabasa, se mejora la permeabilidad de los yacimientos de carbón, de modo que la permeabilidad de los pozos LJ-5 y LJ-6 es mayor que la de otros pozos. El coque natural es principalmente gas libre y estratos altamente permeables, que están en contacto directo con cuerpos intrusivos y pueden causar fácilmente que el metano de los yacimientos de carbón se escape a lo largo de las zonas de falla. Por lo tanto, las áreas de coque natural no son áreas ideales para el desarrollo de metano de yacimientos de carbón.
1.4 Condiciones hidrogeológicas
Las condiciones hidrogeológicas del yacimiento de carbón de Fuxin son relativamente simples. La mayoría de sus acuíferos son acuíferos débiles con pequeñas cantidades de agua. Los acuíferos de arriba a abajo son acuíferos cuaternarios. . Los acuíferos de conglomerado y arenisca en el techo de la veta de carbón Shuiquan en la Formación Fuxin están sellados, con un espesor de 180 ~ 254 m; la capa de grava entre las vetas de carbón Shuiquan y Sunben en la Formación Fuxin es un acuífero débil, con un espesor de 40,00 ~ 68,00 metros; las fisuras de carbón en la Formación Fuxin están bajo presión Acuífero débil: Diabasa y alteración de contacto con la roca circundante zona acuífera dentro de la zona acuífera de la estructura de falla, hay dos fallas principales en el área: Pingan; F2 y Liujia F1, ambas fallas extensionales con buena conductividad del agua. Al perforar hay fugas de agua.
(1) El primer acuífero: Ubicado en la parte inferior de la Formación Sunjiawan y en la parte superior del Grupo de vetas de carbón Shuiquan, es un conglomerado gris, arenisca intercalada con limolita, lutita y carbón fino, y es 180 a 254 m de espesor. Hay muchas grietas en esta sección y la fuga de agua de perforación es de 0,5 ~ 14 m3/h.
Figura 2 Diagrama esquemático de la división de los bloques de investigación de metano del yacimiento de carbón de Liujia
(2) El segundo acuífero: ubicado en el límite inferior de la veta de carbón de Shuiquan y en el límite superior de la veta de carbón de Sunben , compuesto principalmente por conglomerado arenoso suelto. Composición, espesor 40 ~ 68 m. El coeficiente de permeabilidad es de 0,29 × 10-4 m/d y el flujo de entrada de agua unitario es de 0,11 × 10-14 l/s.m. Cuando se perfora en esta sección del pozo, a menudo se producen grietas y fugas graves de agua, con una tasa de fuga que oscila entre 1 y 1. 25m3 /h
(3) El tercer acuífero: el conglomerado arenoso, arenisca gruesa y arenisca media ubicado debajo del grupo de carbón medio, que son principalmente agua confinada.
(4) Acuífero de fisura alterada en contacto entre la diabasa y la roca circundante: coeficiente de permeabilidad de 1,95×10-4m/d, caudal unitario de entrada de agua de 0,52× 10-4l/s.m.
(5) Zona estructural de fallas acuíferas: Hay dos fallas principales, la falla Ping'an No. 2 y la falla Liujia F1.
Según la construcción de perforación, el límite oeste de la falla Ping'an No. 2 tiene una zona rota con fugas de agua, y la falla Liujia F1 en el lado noroeste es una falla de tracción con buena conductividad del agua. Al perforar en esta zona de fractura, hubo muchas fugas y la tasa de fuga fue de 8 ~ 12 m3/h. El análisis de los factores de llenado de agua en esta área incluye principalmente: diabasa y su zona de fractura de contacto con la roca circundante, zona de fractura estructural sinclinal. , y fallas Zona de fractura estructural.
En resumen, el análisis de las condiciones hidrogeológicas de esta zona muestra que es media, con pocos acuíferos carboníferos, aportes unitarios de agua pequeños y un contenido de agua débil en las propias vetas de carbón. El autor cree que el segundo acuífero y el tercer acuífero se llenan en los estratos medio, superior e inferior de la veta de carbón de Sunben en un estado de agua confinada, formando una trampa secundaria, que inhibe efectivamente el escape de metano del lecho de carbón. El agua de los yacimientos de carbón es el medio para reducir la presión en los yacimientos de carbón y producir gas, y también es una condición necesaria para una alta producción de metano en los yacimientos de carbón. Las áreas con alto contenido de agua en el mismo bloque tienen una alta producción de metano en capas de carbón. Como los pozos LJ-5 y LJ-6.
Debido a los cambios en el campo de tensiones in situ en el Cretácico Superior, se produjeron muchas fallas normales y sistemas de fractura, que conectaron las vetas de carbón cercanas a las zonas de falla con acuíferos u otras capas de arenisca, permitiendo que el lecho de carbón el metano migra hacia arriba, lo que resulta en una reducción de la saturación de gas y de la presión crítica de desorción de los yacimientos de carbón cercanos. Por ejemplo, el depósito de carbón en el pozo LJ-9 está conectado al acuífero suprayacente a través de la pared de roca de tres zonas, lo que resulta en una gran cantidad de agua en el pozo, lo que hace que el nivel del agua no baje a una profundidad predeterminada y incapaz de generar capacidad de producción. Por lo tanto, al diseñar pozos de metano en lechos de carbón, la distancia desde la zona llena de agua debe ser mayor que el radio de fractura.
Permeabilidad de 1.5 Vetas de Carbón
En la etapa de exploración de metano en capas de carbón de esta área, se midieron los datos de permeabilidad de las secciones principales del yacimiento a través de la prueba de pozo abierto LJ-1.
La permeabilidad de la veta de carbón Sunben es de 0,428×10-3 μm 2;
La permeabilidad de la veta de carbón intermedia es de 0,469×10-3 μm 2;
La veta de carbón de Taiping La permeabilidad del segmento es 0,323×10-3μm2.
El equipo de pruebas de Liaohe Oilfield Downhole Operation Company utilizó la tecnología de prueba de pozo abierto DST para medir el valor de permeabilidad de la sección de la veta de carbón de Sunben. El espesor de la sección de prueba fue de 27 m (730 ~ 757 m). El Instituto de Investigación de Exploración y Desarrollo de Metano de Capas de Carbón de la Primera Oficina de Exploración de la Administración General de Geología del Carbón de China utilizó el método de caída de presión de inyección en pozo abierto para medir los valores de permeabilidad del carbón de China y el carbón de Taiping. El espesor de prueba de la sección de veta de carbón media es de 17,98 metros (818,82 ~ 836,80 metros); el espesor de la sección de prueba de veta de carbón de Taiping es de 59,59 m (841,61 ~ 901,20 m).
La veta de carbón Sunben, la veta de carbón Zhongmei y la veta de carbón Taiping se han sometido a fracturación con agua limpia y arena; la permeabilidad integral de la veta de carbón Sunben, la veta de carbón Zhongmei y la veta de carbón Taiping en el pozo LJ-1. pasó la prueba diaria de drenaje de gas. Los parámetros de desplazamiento, profundidad del nivel de agua estable y drenaje de fluido se calculan en 21×10-3μm2. Se cree que las grietas se forman en el campo de tensión de tracción y se encuentran en un estado de tracción, que es propenso a la transformación y a la alta permeabilidad. El pozo LJ-1 está lejos de la zona de fractura y es posible que esté cerca de la zona de fractura. Por ejemplo, la permeabilidad total de LJ-5 es 44,3×10-3μm2.
El autor cree que la permeabilidad original de los yacimientos de carbón es muy baja y que el alcance del daño causado por fallas de extensión al metano de los yacimientos de carbón es pequeño. Se recomienda diseñar la ubicación de los pozos de metano de los yacimientos de carbón. A 150m de fallas extensionales. Por ejemplo, el Pozo LJ-12 está a 100 m de las paredes de roca de las Áreas 9 y 10, y su productividad es de 1,600 a 2,000 m3/d. No hay intrusión de diabasa dentro del rango de control del Pozo LJ-1, y su productividad es. 2.200 a 2.500 m3/d.
1.6 Presión crítica de desorción
Las presiones de yacimiento de la veta de carbón Sunben, la veta de carbón Zhongmei y la veta de carbón Taiping en el pozo LJ-1 son 6,74 MPa, 6,75 MPa y 8,24 MPa respectivamente. El gradiente de presión del yacimiento calculado de la veta de carbón de Sunben es de 0,907 MPa/hm, el de la veta de carbón de China es de 0,82 MPa/hm y el de la veta de carbón de Taiping es de 0,98 MPa/hm. Son formaciones de presión negativa y la capacidad de adsorción. de la veta de carbón se reduce. De acuerdo con la ecuación de Langmuri y la cantidad total de desorción de metano en capas de carbón, las presiones críticas de desorción de las tres capas objetivo se calculan como: 4 MPa para el depósito de carbón de Sunben, 6 MPa para el depósito de carbón de China y 5,8 MPa para el depósito de carbón de Taiping. La presión crítica de desorción rara vez es alta en China, y la producción de metano en lechos de carbón proporciona una fuerte fuerza impulsora. La prueba de drenaje de este pozo también lo demostró. Los otros pozos son todos pozos de producción y no se obtuvieron los parámetros anteriores. Sin embargo, durante la prueba de drenaje y producción, encontramos que la presión del yacimiento de cada pozo era bastante diferente durante la producción inicial de gas.
La regla es: cuando el nivel del agua en el pozo LJ-7 cae a 750 m cerca de la falla Pingan No. 2 (la profundidad del techo del depósito de carbón objetivo es 827,01 m), la mayor parte del depósito de carbón objetivo en el pozo LJ-4 se metamorfosea. en coque natural debido a la intrusión de diabasa, el nivel de agua de producción de gas inicial es de 650 m (la profundidad del techo del depósito de carbón objetivo es de 709,66 m la profundidad del nivel de agua inicial de los pozos de metano de carbón lejos de la zona estructural o cerca de la zona de fractura); el yacimiento de carbón es consistente con el pozo LJ-1; la producción de pozos con alta presión crítica de desorción. El volumen de gas es grande, pero la producción de gas es pequeña.
1.7 Caprock
El caprock de yacimientos de carbón es de gran importancia para la preservación y el enriquecimiento del metano de las capas de carbón. Una buena roca de recubrimiento puede reducir la migración de filtración hacia afuera y la difusión del metano de las capas de carbón, mantener una alta presión de formación, mantener la capacidad máxima de adsorción y debilitar la pérdida de metano de las capas de carbón causada por la filtración de agua de formación. Si la capa de roca es buena, incluso el carbón de bajo metamórfico puede alcanzar una productividad ideal. Por ejemplo, Pozo LJ-3 y Pozo LJ-1.
Aunque las condiciones de la roca de cobertura en esta área son buenas, hay grandes grietas de tracción en algunas áreas, lo que hará que el gas migre hacia arriba a lo largo del plano de la falla, lo que provocará que el metano del lecho de carbón se escape, lo que resultará en un contenido deficiente de gas. del lecho de carbón, reduce la producción de gas, la saturación de gas, la presión crítica de desorción y la producción de gas. Por ejemplo, los pozos LJ-7 y LJ-8 están ubicados cerca de la falla Ping'an No. 2 (una falla abierta), con una pequeña producción de gas y una producción de agua particularmente grande, y no es fácil que el nivel del agua baje al gas. rango de profundidad de producción.
La roca del techo del grupo de vetas de carbón Sunben en esta área es de aproximadamente 5 m de lutita, conglomerado arenoso, arenisca fina, arenisca media y conglomerado arenoso cementado de lutita gris que contiene agua de poro y estructura suelta. El valor RQD del núcleo de perforación. Generalmente 64% ~ 86%. El autor cree que aunque la lutita del techo de esta capa es muy delgada, la arenisca superpuesta tiene un tamaño de partícula pequeño y una gran capacidad de desplazamiento, por lo que el rendimiento de sellado de esta capa es mejor, como LJ-65438. El valor RQD (la relación entre la suma de los segmentos del núcleo mayores de 10 cm y la longitud del segmento del núcleo) es del 30% al 60% en el área de desarrollo de diabasa y del 20% al 50% cerca de la zona de falla. Aunque esta capa tiene un buen rendimiento de sellado, la veta de carbón cerca de la zona de la falla se comunica con el acuífero, lo que hace que el metano del lecho de carbón migre hacia arriba, lo que resulta en una reducción de la saturación de gas y la presión crítica de desorción del yacimiento de carbón cercano. Por ejemplo, el depósito de carbón en el pozo LJ-9 está conectado al acuífero suprayacente a través de una pared de roca de tres zonas, lo que resulta en una gran cantidad de agua en el pozo. Como resultado, el nivel del agua no cayó al nivel predeterminado. La profundidad y la productividad no se formaron.
La litología del techo de la Formación Zhongmei (también el suelo de la Formación Sunben Coal) es un conjunto de conglomerado arenoso, arenisca fina y limolita. El valor RQD del núcleo de perforación es del 84% al 98% y, debido a la intrusión y fractura de la diabasa, el valor RQD es del 50% al 70%. La parte superior de la roca de cobertura tiene una fuerte resistencia al desplazamiento y la saturación de gas es del 95% (pozo LJ-1).
La litología del techo del Grupo Taiping Coal (también el piso del Grupo Zhongmei) es limolita, arenisca media y arenisca, con un valor RQD del 84% al 98%. El piso es limolita, arenisca fina y arenisca media, el valor RQD es aproximadamente 78%. El valor RQD del área de intrusión de diabasa es del 30% al 60%, lo que genera una buena capacidad de sellado y un rendimiento relativamente estable.
2 Conclusiones y Sugerencias
(1) Los principales factores geológicos del metano de yacimientos de carbón en esta área son la cantidad de recursos recuperables controlados por un solo pozo, el desarrollo estructural, la intrusión de magma, los factores hidrogeológicos. factores, recuperación integral después de la reconstrucción, permeabilidad, presión crítica de desorción y sus condiciones de roca de cobertura. Sólo mediante un análisis exhaustivo de los principales factores de control anteriores podemos optimizar la ubicación de los pozos de metano en capas de carbón y garantizar de manera efectiva la productividad razonable y los beneficios económicos de los pozos de producción de metano en capas de carbón.
(2) El desarrollo de fracturas dentro y fuera del yacimiento de carbón favorece la producción de metano en las capas de carbón. Las vetas de carbón cercanas a las paredes de diabasa y al lecho de roca tienen altos rangos de carbón, un alto contenido de metano en las capas de carbón y fracturas exógenas extremadamente desarrolladas, lo que las convierte en áreas ideales para el desarrollo de metano en las capas de carbón. Por ejemplo, si la producción diaria de gas del pozo LJ-3 es de 6500 m3, se recomienda implementar pozos en este bloque.
(3) La prueba de drenaje de LJ-1, LJ-2, LJ-3 y LJ-4 demostró que el desarrollo de fracturas exógenas en el área de estudio es desigual, como la producción de agua en LJ- 1 y LJ-3 3 ~ 5m3/d, LJ-2 y LJ-4 producen 6544 agua. Para pozos con gran producción de agua, gran capacidad de transporte de arena y fácil sedimentación, la ubicación del pozo de metano en lecho de carbón debe estar cerca de la zona de desarrollo de la fractura, pero debe evitar la zona de fractura principal.
(4) El coque natural se forma en la veta de carbón cerca de la intrusión de diabasa. El contenido de metano del lecho de carbón es alto y el metano del lecho de carbón existe principalmente en estado libre. La producción de gas disminuye rápidamente. El período de alta producción es corto y es fácil afectar los años de servicio de los pozos de metano del lecho de carbón. Se recomienda no perforar pozos en georges naturales.
(5) La producción de gas de los pozos de metano de lechos de carbón en el eje del sinclinal en el área de estudio es menor que la de las alas del sinclinal. Por ejemplo, la producción de gas del Pozo LJ-1 (. eje) es más bajo que el del Pozo LJ-3 (ala).
Se recomienda disponer pozos de metano en capas de carbón en las alas del sinclinal.
(6) La zona de fractura formada al mismo tiempo que el yacimiento de carbón o la zona de falla que se extiende hacia arriba a través del yacimiento de carbón durante un corto tiempo sin destruir la capa de roca es la zona de desarrollo de metano en lecho de carbón más ideal; por ejemplo, LJ- La producción diaria de gas del pozo 10 es de 8500m3. Se recomienda colocar pozos cerca de la zona de fractura formada cerca del yacimiento de carbón al mismo tiempo o de la zona de falla que se extiende hacia arriba a través del yacimiento de carbón durante un corto período de tiempo sin dañar la roca de cobertura.
(7) Las áreas favorables para el desarrollo de metano en capas de carbón en esta área deberían estar en el Área I y el Área II: el área es de aproximadamente 6 km2, el espesor promedio del carbón es de 54 m, las reservas recuperables de las vetas de carbón son 2,54 × 108 t, contabilizando para las reservas totales de toda el área 66% (ver Figura 2 para más detalles). El área tiene un buen potencial de desarrollo, principalmente debido a su excelente ubicación geográfica, a sólo 5 kilómetros del centro de la ciudad. La red de tuberías de metano de lecho de carbón de Liujia se construyó en 2002 y la estación principal CN G se construyó en junio de 2003 y 165 de octubre. 2003, que puede proporcionar a los usuarios de las ciudades circundantes un suministro de gas para automóviles, con una amplia gama de usuarios.
(8) Las tecnologías de perforación desequilibradas, como el aire y la espuma, pueden minimizar la contaminación de los yacimientos de carbón.