【摘要】：論文選取貴州西部約20口煤層氣開發(fā)井為研究對象,以煤層氣井生產(chǎn)區(qū)原始地層流體背景為基礎(chǔ),輔以常規(guī)離子、微量元素、氫氧同位素和溶解無機(jī)碳同位素測試,分析了排采水地球化學(xué)指標(biāo)隨時間、空間演化特征及影響因素,探討了煤層氣井產(chǎn)出水地球化學(xué)指標(biāo)之間的關(guān)系,揭示了高產(chǎn)井排采煤層水、低產(chǎn)井產(chǎn)出淺層水或壓裂液及其地化指標(biāo)特征。提出了排采水地球化學(xué)響應(yīng)指標(biāo),初步建立了產(chǎn)出水來源和產(chǎn)能的地球化學(xué)判識圖版。主要認(rèn)識如下:闡明了煤層氣井生產(chǎn)區(qū)原始地層流體地球化學(xué)背景特征。研究區(qū)煤系地層富水性較弱,水動力條件較差;地層水中以Na~++K~+、HCO_3~-為主,水質(zhì)為Na-HCO_3型,屬于封閉型水文環(huán)境。研究區(qū)6個向斜及煤層氣井煤層含氣量均普遍較高,煤層含氣性較好,主要由甲烷、氮氣、二氧化碳組成。探討了煤層氣井產(chǎn)出水地球化學(xué)指標(biāo)隨時間變化規(guī)律。產(chǎn)出水陽離子以Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)為主,主要受水巖作用影響;陰離子以Cl~-、HCO_3~-居多,分別受控于壓裂液返排和煤層氣產(chǎn)能變化。隨排采時間推移,常規(guī)離子、TDS、pH、微量元素、氫氧同位素和溶解無機(jī)碳同位素整體上均呈小幅度波動變化且水質(zhì)不變,是由于截止采樣初始,大部分井均排采2~3年以上,處于穩(wěn)產(chǎn)階段。對產(chǎn)出水來源進(jìn)行了初步判識,主要有煤層水、淺層水和壓裂液,發(fā)現(xiàn)煤層水各指標(biāo)大多低于其他開發(fā)井且化學(xué)性質(zhì)更為穩(wěn)定。揭示了煤層氣井產(chǎn)出水地球化學(xué)指標(biāo)空間演化特征,并提出了煤層氣井煤系地層水地球化學(xué)空間演化模式。排采水中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl-、TDS、多數(shù)微量元素和日均產(chǎn)水量的平面展布特征相似,垂向上和埋深呈正相關(guān),是由于隨地下水徑流,溶濾溶解、壓裂液滯留對水巖反應(yīng)的促進(jìn)作用增強(qiáng);HCO_3~-、pH和日均產(chǎn)氣量的平面展布特征相似,垂向上和埋深呈負(fù)相關(guān),是由于氣水分異現(xiàn)象導(dǎo)致淺部煤層氣中CO_2溶解。氫氧同位素和溶解無機(jī)碳同位素的空間展布規(guī)律均不明顯,垂向上前者和埋深呈正相關(guān)是水巖作用隨埋深增大而增強(qiáng)所致;后者和埋深關(guān)系較弱,是由于其受碳酸鹽溶解和產(chǎn)甲烷作用共同控制。初步建立了煤層氣井產(chǎn)出水來源判識圖版,劃分出煤層水、輕度污染水和重度污染水,提出了具有普適意義的D漂移指數(shù)d'及其他具有產(chǎn)能指示意義的地化指標(biāo)。高產(chǎn)井排采煤層水,具有較低的Na~+、Cl~-、Mn、Rb、Sr、Ba、δD、δ~(18)O含量、較高的HCO_3~-和Li元素濃度;低產(chǎn)井排采淺層水或者壓裂液污染水,具有特征相反的規(guī)律。
【圖文】：

＋和 Cl-可表征壓裂液返排率的高低，基于地球化學(xué)指標(biāo)建立了反映潛力的產(chǎn)能響應(yīng)指數(shù) ，直觀反映了以煤層氣井日均產(chǎn)氣量與日均義的產(chǎn)能潛力大小，并提出煤層氣井排采具有明顯的氣水分異et al.（2017a, 2017b）通過對鐵法盆煤層氣井產(chǎn)出水分析，認(rèn)為水影響較大，高產(chǎn)井排采水具有較高的礦化度，并具有明顯的富 N貧 Mg2+的特征，這種特征或是煤儲層生氣量大、煤層氣井產(chǎn)氣量較長以及產(chǎn)水量較大共同作用的結(jié)果。[][][][][][]24223 CaMgSOKNaHCOF[][][][][][][]24223 KClCaMgSONaHCO ：[K+]，[Na+]，[HCO3-]，[Cl-]，[Ca2+]，[Mg2+]，[SO42-]，，分別為鉀離子、離子、氯離子、鈣離子、鎂離子和硫酸根離子濃度，mg/L。

圖 1-3 技術(shù)流程圖Figure 1-3 Flow chart of technical route論文工作量（Thesis Workload）論文工作量主要包括文獻(xiàn)查閱，現(xiàn)場調(diào)研、資料收集與整理，樣品采集試與分析，數(shù)據(jù)處理與圖件編繪等四個部分（表 1-2）。表 1-2 論文完成工作量Table 1-2 The actual work performed類別 工作內(nèi)容/測試項目（儀器） 實際工閱、資料收現(xiàn)場調(diào)研樣品采集（野外觀察） /資料收集與實驗測試 /品采集排采水樣 132河水樣 2 個驗測試 常規(guī)離子、微量元素、氫氧同位素和溶解無機(jī)碳同位素 134×文撰寫繪制圖件 57 編制表格 18
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE37

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2708951