Características del yacimiento de carbón, características del yacimiento de gas y sugerencias de exploración y desarrollo en el área minera de Hongen
(1. Facultad de Recursos y Ciencias de la Tierra, Universidad de Minería y Tecnología de China, Xuzhou, Jiangsu 221008; 2. Laboratorio clave de recursos y procesos de acumulación de metano de capas de carbón, Ministerio de Educación, Xuzhou , Jiangsu 221008)
A través de investigaciones sobre los antecedentes geológicos, las características de los yacimientos de carbón, las características de ocurrencia de metano en las capas de carbón y los factores geológicos que controlan el gas del área minera de Hongen, se encontró que la estructura del carbón, el tipo de poro y el techo y la litología del piso de la veta de carbón de 500 ~ 1000 m de profundidad en el área son todas diferentes. Es beneficioso para la adsorción y preservación del metano de los yacimientos de carbón, pero también existen desventajas como la baja permeabilidad, la baja presión del yacimiento y la fuerte heterogeneidad de los yacimientos de carbón. . El contenido promedio de gas de las principales vetas de carbón es superior a 8 m3/t. El contenido de gas está controlado más obviamente por la profundidad y la estructura del enterramiento. Otras condiciones, como la roca de cobertura, el rango del carbón, el espesor del carbón y la hidrogeología, también favorecen el enriquecimiento del metano de los yacimientos de carbón. . Considerando todo esto, las perspectivas de desarrollo del metano de yacimientos de carbón en esta zona son buenas, pero la mala permeabilidad y las complejas condiciones estructurales son los factores más desfavorables. Se deben explorar modelos de terminación de fracturamiento de revestimiento y desarrollo de pozos horizontales de radio ultracorto, y se deben realizar pruebas de desarrollo de metano en lechos de carbón junto con otras medidas de estimulación de la producción, como la fracturación de gas de alta energía y las “capas de producción virtual”.
Palabras clave: Exploración y desarrollo del contenido de metano de capas de carbón en el área minera de Hongen
Apoyo al proyecto: Proyecto nacional de metano de capas de carbón “973” (2009CB219605), Proyecto principal nacional de ciencia y tecnología (2011ZX05034) , Proyecto clave del Fondo Nacional de Ciencias Naturales (40730422), Proyecto del Fondo de Ciencias Juveniles (40802032).
Sobre el autor: Zhang Jinbo, nacido en 1987, hombre, de Nangong, provincia de Hebei, es estudiante de maestría en la Facultad de Recursos y Ciencias de la Tierra de la Universidad de Minería y Tecnología de China. Su dirección de investigación es. Metano de yacimientos de carbón y geología del gas. Número de contacto: 18795426212, correo electrónico: xiaopo688@126. com
Características de yacimientos de carbón y gas y sugerencias de exploración y desarrollo en el área minera de Hongen
(Zhang Jinbo 1, 2 Wu Caifang 1, 2)
( 1. Escuela de Recursos y Ciencias de la Tierra de China, Universidad de Minería y Tecnología, Xuzhou, Jiangsu 221008. China 2. Laboratorio clave de recursos y acumulación de metano de capas de carbón, Xuzhou, Jiangsu 221008)
Resumen: A través de la antecedentes geológicos, características del yacimiento de carbón, investigaciones sobre las reglas de enriquecimiento de metano en capas de carbón y factores de control geológico han encontrado que dentro del rango de profundidad de 500 a 1000 m, la estructura del carbón, el tipo de poro, la litología del techo y el piso y otras condiciones son propicias para la adsorción y preservación. de metano de yacimientos de carbón. Sin embargo, también existen factores desfavorables como la baja permeabilidad, la baja presión del yacimiento y la fuerte heterogeneidad del carbón. El contenido promedio de gas de las principales vetas de carbón es superior a 8 m3/t, y la profundidad y la estructura son los factores de control más obvios para el metano de las vetas de carbón. Otras condiciones, como la capa de roca, el rango del carbón, el espesor de la veta de carbón y la hidrogeología, también favorecen el enriquecimiento del metano de las capas de carbón. En general, las perspectivas de desarrollo del metano de yacimientos de carbón en esta zona son buenas. Pero la mala permeabilidad y las complejas condiciones estructurales pueden ser las desventajas más importantes. Deberíamos explorar el uso de la fracturación de revestimiento y de pozos horizontales de radio corto como principales métodos de desarrollo, combinados con otras medidas de estimulación de la producción, como la fracturación de gas de alta energía y el concepto de "capa virtual", para realizar pruebas de desarrollo de metano en capas de carbón.
Palabras clave: Área Minera de Hongen, metano de yacimientos de carbón, factores de control de gas, contenido de gas, exploración y desarrollo.
La zona minera de Hongen está situada en la ciudad de Qujing, en la provincia oriental de Yunnan. Toda la zona se distribuye en tres direcciones: norte, sureste y oeste, con una longitud de 53 kilómetros, una anchura de 9 a 20 kilómetros y una superficie de 620 kilómetros cuadrados, de los cuales 485 kilómetros cuadrados contienen carbón. El estrato que contiene carbón es la Formación Xuanwei (P2x) del Pérmico superior del Paleozoico tardío. Los recursos de metano de los yacimientos de carbón en los 2000 m de profundidad son 6,129 mil millones de m3, de los cuales más del 82% de los recursos de metano de los yacimientos de carbón están enterrados a una profundidad de. 1.000 m, lo que tiene buenas perspectivas para el desarrollo de metano en capas de carbón (Deng et al., 2004).
Los predecesores han estudiado las características estructurales de la cuenca, las condiciones de acumulación de metano en las capas de carbón y la selección favorable de bloques en esta área (Deng et al., 2004; Wang Chaodong et al., 2004; Gui, 2004), y creen que La zona minera de Hongen es una de las zonas favorables para la exploración y el desarrollo de metano en yacimientos de carbón en el este de Yunnan y el oeste de Guizhou (Gui, 2004). Sobre la base del estudio de las características de ocurrencia de metano de capas de carbón en el área minera de Hongen, este artículo analiza más a fondo los métodos de exploración y desarrollo adecuados para esta área, con miras a proporcionar ideas para el desarrollo de metano de capas de carbón en esta área.
Antecedentes geológicos de 1
Estructura y características de tensión de 1.1
El área minera de Hongen está ubicada en el borde oriental del antiguo continente Kangdian de la placa Yangtze , y su cuerpo principal es un eje Estructuras sinclinales a gran escala con tendencia de norte-noreste a casi norte-sur, en las que las estructuras de pliegues secundarios y anticlinales están densamente distribuidas, incluido el sinclinal de Hongen, el sinclinal de Niutoushan y el sinclinal de Guanping Daping de oeste a este. El eje va casi de norte a sur, inclinándose hacia el norte y elevándose hacia el sur, y se extiende de 15 a 30 km, con un área de distribución de decenas a cientos de km2. Los últimos estratos expuestos en el núcleo del sinclinal son la Formación Guanling del Triásico Medio (T2g) o la Formación Yongningzhen del Triásico Inferior (T1y), y los estratos más antiguos en el eje del anticlinal son la Formación de Basalto Emeishan del Pérmico Superior (P2β) o el Inferior. Formación Pérmica Maokou (P1m), el ángulo de inclinación de las dos alas es generalmente de 10 ° ~ 30 °. Las fallas de compresión-torsión, tensión-torsión y de rumbo están muy desarrolladas. Las fallas principales incluyen la falla Fuyuan-Mile, la falla Guanping-Agang y la falla Mile-Shizong. Alrededor de la falla principal se derivan una serie de fallas pequeñas o fallas secundarias con yugo * * *, y el campo de tensiones en toda el área es obviamente tracción-torsión (Gui, 2004), como se muestra en la Figura 1.
1.2 Características sedimentarias de las vetas de carbón
Durante el período de formación de carbón del Pérmico tardío, la antigua corteza oceánica de Tetis continuó subduciéndose hacia el este, el antiguo continente de Kangdian continuó elevándose hacia un área de denudación , y el este de Yunnan estaba ubicado en el borde occidental del área de depósito de depresión de la falla de Sichuan-Guizhou-Yunnan dentro de la placa. Tomando la antigua falla norte-sur del río Ganluo Xiaojiang como límite sedimentario del margen occidental, bajo el control del mecanismo de balancín de "subir en el oeste y caer en el este", la pared este continuó hundiéndose, formando una barrera de carbón. sistema de soporte dominado por sistemas sedimentarios del delta de ríos, con un espesor total de 205 ~ 335 m, con un espesor promedio de 250 m, que contiene 18 ~ 73 capas de carbón, con un espesor total de 15,99 ~ 67,68 m, un promedio de 32 m, y 8~20 vetas de carbón explotables, generalmente 11~13. El espesor explotable es de 10~31 m, con un promedio de 18 m (Song Yang et al., 2010).
Características hidrogeológicas de 1,3
Esta zona está situada en una zona montañosa de meseta, dominada por montañas medias y bajas, y es una zona típica de relieve kárstico. El terreno es fuertemente recortado, con barrancos desarrollados y buenas condiciones de drenaje. La Formación Kayitou del Triásico Inferior (T1k), la Formación Feixianguan del Triásico Inferior (T1f) y la Formación de Basalto Emeishan del Pérmico Superior (P2β) en las medidas de carbón y los estratos superpuestos son débilmente ricos en agua. La Formación Yongningzhen del Triásico Inferior (T1y) y la Formación Guanling del Triásico Medio (T2g) son principalmente piedra caliza, con fisuras de lava desarrolladas y una fuerte riqueza de agua. Sin embargo, están separadas de los estratos carboníferos por cientos de metros de acuífero o débiles. contenido de agua y tiene poco impacto en los estratos carboníferos. Controlada por la litología, la zona de falla es rica en agua y tiene una conductividad hidráulica débil. El flujo unitario de agua (Q) en zonas de meteorización poco profundas es de 0,0104 ~ 0,0899 L/s·m, que generalmente es inferior a 0,05 L/s·m, lo que es beneficioso para la preservación del metano de las capas de carbón.
En general, la conexión hidráulica de agua subterránea de cada unidad hidrogeológica no es fuerte y las condiciones hidrogeológicas son simples. La mayoría de los estratos carboníferos son acuíferos blandos con fisuras, y el suministro, el diámetro y la descarga de agua subterránea se limitan a partes poco profundas (profundidad vertical de 50 m).
Figura 1 Esquema estructural del área minera (Deng 2000)
1.4 Características del carbón y la roca
El tipo macroscópico de carbón y roca en esta área es principalmente semi -Carbón brillante y semioscuro, seguido del carbón oscuro. La composición microscópica del carbón y la roca está entre 75 y 89. Entre ellos, la vitrinita es el grupo principal, que representa de 58 a 82, seguida por el grupo de inertina, que representa de 10 a 35, la semivittrinita es menor, que representa de 4 a 11, y el contenido del grupo quitina es muy pequeño. La estructura del cuerpo de carbón es principalmente una estructura primaria, que generalmente es uniforme, casi uniforme y en forma de franjas, siendo las franjas medianas y delgadas las principales, seguidas de la lineación.
El contenido medio de cenizas del carbón crudo en cada veta de carbón es de 16 ~ 29. El contenido de cenizas en la parte inferior (por debajo del carbón de En 21) y en la parte superior (por encima del carbón de En 71) es mayor en la dirección longitudinal, mientras que el contenido de cenizas de la veta de carbón media es menor. En una superficie plana, el contenido de cenizas aumenta de sureste a noroeste. El contenido total de azufre del carbón crudo en cada veta de carbón es generalmente de 0,50 a 6,80, con un promedio de 0,16 a 5,30, que es un carbón con contenido ultra bajo de azufre y alto contenido de azufre. Verticalmente, la parte media de la veta de carbón es más baja y la parte superior, especialmente la veta de carbón inferior, es más alta. En el plano, generalmente disminuye desde el sureste (mar) hasta el noroeste (tierra) y se correlaciona positiva o negativamente con la neblina, como se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Curvas de cambio de contenido de cenizas y contenido total de azufre del carbón en el área minera de Hongen
El rango de reflectancia promedio de vitrinita es 65438±0,278 ~ 65438±0,699, y el componente principal es Carbón coquizable: carbón pobre. Controlado por el metamorfismo plutónico y el metamorfismo térmico magmático, el antiguo rango de carbón se eleva verticalmente a medida que cambia el nivel de la veta de carbón. En el plano, el grado de metamorfismo de cada veta de carbón aumenta de noroeste a sureste del área minera, pero en la parte oriental del área minera cerca de la falla principal, la amplitud del cambio tiende a aumentar.
2 Características del yacimiento de carbón
2.1 Características de los poros y las fracturas
El desarrollo de poros y fracturas en las vetas de carbón afecta directamente a la permeabilidad de las vetas de carbón, lo que determina la La migración y Uno de los principales factores de producción. Las grietas de las vetas de carbón se pueden dividir en tres tipos: microfisuras, grietas endógenas (escisión) y grietas exógenas. Entre ellos, los listones hacen la mayor contribución a la permeabilidad de la veta de carbón, y los listones se pueden dividir en dos tipos: listones frontales y listones finales. El primero se extiende más allá y tiene mayor continuidad que el segundo. Según la observación de vetas de carbón en el área minera, se encontró que los listones de superficie tienen un ancho de 0,1 ~ 1,0 mm y una longitud de 20 ~ 85 mm, y los listones de los extremos tienen un ancho de 0,05 ~ 0,45 mm y un longitud de 1,5 ~ 5,4 mm, lo que indica que hay listones endógenos en las vetas de carbón en esta área. La apertura de las grietas y los listones es mejor (Nie et al., 2000
Los poros de las vetas de carbón son almacenamiento. lugares para los gases adsorbidos No sólo son el factor clave para determinar el contenido de gas de las vetas de carbón, sino también los canales para la filtración de gas de las vetas de carbón. Según los datos medidos de algunas minas de carbón de la zona, la porosidad en. esta área está entre 0,7 y 4,4, con un promedio de 2,8. Los microporos y los poros de transición son dominantes, representando el 63,8% del volumen total de poros y más del 98% de la superficie específica total. Esto muestra que el carbón tiene una fuerte capacidad de adsorción. , que favorece el almacenamiento de metano de yacimientos de carbón, pero no favorece la difusión y filtración de metano de yacimientos de carbón (Song Yang et al., 2010)
2.2 Presión del yacimiento
Existe Actualmente no hay datos de presión de prueba para los pozos de parámetros de metano en lechos de carbón en el área minera. Según la conversión de los datos de altura de la cabeza de agua, la presión del yacimiento de carbón en el área minera está entre 0,255 ~ 2,002 MPa ~ 2,002 MPa, y el gradiente de presión. está entre 4,412 ~ 8,920 kPa/m, que es Sin embargo, según los datos de medición reales, el contenido de gas real en la parte poco profunda de esta área es a menudo mayor que el contenido de gas teórico, e incluso hay depósitos de sobrepresión en algunos depósitos ricos en gas. áreas, lo que indica que la heterogeneidad del yacimiento en esta área es relativamente alta, la distribución y los factores de control de la presión del yacimiento deben estudiarse más a fondo.
2.3 Permeabilidad
En 2004, el La Oficina Provincial de Geología de Yacimientos de Carbón de Yunnan cooperó con China United Coalbed Mamine Company en el área minera de Hongen. Se perforaron dos pozos de parámetros de metano de yacimientos de carbón en el sur. Según los datos de las pruebas de pozos obtenidos, se determinaron las permeabilidades de las vetas de carbón 9# y 16# en el pozo. EH-01 son 0,016 mD y 0,0045 mD respectivamente, y las permeabilidades de las vetas de carbón 9#, 16# y 21# en el pozo EH02 son respectivamente. La permeabilidad de las vetas de carbón es pobre. La permeabilidad de los dos pozos en el 16. # La veta de carbón difiere en un orden de magnitud, mostrando una fuerte heterogeneidad. A medida que aumenta la profundidad del entierro, la permeabilidad aumenta. Según el análisis de los datos de extracción, esto puede deberse a que la estructura del carbón ha cambiado. y 16# las vetas de carbón han sido seriamente dañadas por estructuras y en su mayoría tienen estructuras de carbón milonítico. La estructura del cuerpo de carbón de la veta de carbón inferior es más completa que la de la veta de carbón superior, con estructuras principalmente primarias y estructuras de fisuras y mejor permeabilidad. /p>
3 Factores de control de gas
3.1 Contenido de gas
El contenido de metano de las capas de carbón en esta área es alto y aumenta con el aumento de la profundidad del entierro 9. El contenido de metano de la veta de carbón # es 3,72 ~ 14,54 m3/t (sin cenizas en base seca, combustible; lo mismo a continuación es 8,68 m3/t, el contenido de metano de la veta de carbón 16# es 3,92 ~ 21,98 m3/t); el promedio es 10,20 m3/ El contenido de metano de la veta de carbón t..21# es 4,50~16,36 m3/t, con un promedio de 10,69 m3/t. Además de metano, también contiene una pequeña cantidad de CO2, N2. y gas de hidrocarburos pesados (Tabla 1). >Tabla 1 Tabla estadística de contenido de gas y composición del gas de algunas vetas de carbón en el área minera de Hongen.
Desde una perspectiva plana, la distribución del metano de las vetas de carbón en esta área es obviamente controlado por estructuras de pliegues sinclinales y anticlinales.
Generalmente, a medida que aumenta la profundidad del entierro, aumenta el contenido de metano en el eje de ambas alas del sinclinal, y los dos tienen una relación logarítmica. La distribución de los contornos del contenido de gas es básicamente consistente con la dirección de los contornos del fondo de la veta de carbón (Figura 3).
Figura 3 Mapa de contorno del contenido de gas en la veta de carbón N° 9 en la zona minera (Deng, 2000)
Desde una perspectiva vertical, según los diferentes componentes, se puede dividirse en tres tipos de zona de arriba a abajo (Nie et al., 2007):
① Capa que contiene nitrógeno: N2≥70, CO2≤20, CH4≤10, la profundidad de enterramiento de la veta de carbón. generalmente es alrededor de 0 ~ 100 m.
②Área de nitrógeno y metano: N2
③Capa de metano: CH4≥70, profundidad general de enterramiento>140 metros.
3.2 Factores de control de gases
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3.2.1 Profundidad de entierro
La profundidad de entierro puede afectar el enriquecimiento de metano de las capas de carbón desde dos aspectos: primero, a medida que aumenta la profundidad de entierro de la veta de carbón, aumenta la presión del yacimiento y la adsorción del carbón. La cantidad de metano aumenta, pero la relación entre ambos no es simplemente lineal. En las vetas de carbón poco profundas, el gradiente del contenido de metano cambia con la profundidad del enterramiento. Cuanto más profunda es la profundidad del entierro, menor es el impacto sobre el contenido de metano de la veta de carbón. En segundo lugar, a medida que aumenta la profundidad del entierro, las condiciones de conservación del metano de las capas de carbón mejoran gradualmente. Las vetas de carbón poco profundas a menudo están sujetas a la intemperie y la erosión, lo que hace que el metano de los yacimientos de carbón sea generalmente poco profundo a 140 m, y el contenido de metano disminuye a medida que la profundidad se vuelve menos profunda. En diferentes contextos geológicos, la profundidad de las zonas de erosión por gas es diferente. Por ejemplo, en el área minera de Laochang adyacente al área minera de Hongen, la profundidad máxima de la zona de erosión puede alcanzar más de 600 m. Sin embargo, en el campo minado de Qingshuigou del área minera de Hongen, la profundidad de la zona de erosión es solo de 50 a 50 m. 80 m por averías que lo bloquean.
Considerando sólo la profundidad del enterramiento, la profundidad de desarrollo de metano en el lecho de carbón en el área minera de Hongen es generalmente de 250 ~ 1000 m. Cuando es inferior a 250 m, es difícil evitar por completo la influencia de la zona de oxidación del viento. Debido a la permeabilidad extremadamente baja de las vetas de carbón profundas por debajo de los 1000 m, la extracción de gas de la veta de carbón es muy difícil.
3.2.2 Condiciones geológicas estructurales
La influencia de las condiciones geológicas estructurales sobre las propiedades que contienen gas es un tema muy complejo. Después del movimiento del Himalaya, la cuenca carbonífera formada en esta zona fue destruida, formando algunos pliegues discontinuos y algunos bloques de fallas, principalmente estructuras sinclinales o con menos anticlinales, lo que favorece la preservación del metano de las capas de carbón.
La investigación de datos muestra que el contenido de metano de los yacimientos de carbón en esta área aumenta con el aumento de la profundidad del entierro. Las estructuras ricas en gas generalmente están ubicadas en los puntos altos de los pliegues secundarios y las zonas de falla, es decir, desde el. eje sinclinal a las dos alas, el contenido de metano del lecho de carbón aumenta. Hay una tendencia creciente a aparecer en la intersección de la falla de sellado y el núcleo anticlinal, o en el bloque de falla del horst, como el No. 9. veta de carbón en la parte oriental del campo minero de Laoshitou y el campo minero de Qingshuigou donde el contenido de gas es >: 11 m3/t. Además, en algunos pequeños anticlinales y zonas de fractura extensional, especialmente en áreas donde las vetas de carbón están exprimidas, se pueden observar fisuras estructurales. Cuando se desarrollan y las vetas de carbón se espesan repentinamente, la cantidad de gas que sale se duplica, formando "bolsas de aire", mientras que en áreas grandes cerca de la zona de rift a gran escala, debido al desarrollo de grietas abiertas, el gas se pierde y el contenido de gas es anormal. reducido.
En resumen, las propiedades de permeabilidad y sellado de la estructura determinan si el metano del yacimiento de carbón se enriquece o se pierde. Ya sea un sinclinal, un anticlinal, un monoclinal o una falla con poca permeabilidad, el grado de escape o migración de metano del lecho de carbón es pobre. Las áreas ricas en gas obviamente están controladas por la profundidad del entierro. el eje sinclinal y hacia abajo por las partes curvas cuando la permeabilidad es buena, es beneficioso para la migración del metano del lecho de carbón. Las áreas de enriquecimiento local se forman en puntos estructurales altos con buenas propiedades de sellado, como el eje de los anticlinales secundarios sin fallas abiertas en la parte superior y la altura de los bloques de fallas cerradas.
3.2.3 El grado de metamorfismo del carbón
A medida que aumenta el rango del carbón, el contenido de gas de la veta de carbón muestra una evolución gradual característica de aumento brusco → aumento lento → aumento brusco → fuerte disminución (Fu et al., 2007). La clasificación del carbón en esta área está dominada por el carbón coquizable de grado medio y el carbón pobre. Se encuentra en la segunda etapa de salto de carbonificación y el contenido de gas aumenta lentamente con la clasificación del carbón. La porosidad y el área de superficie específica de los poros del cuerpo de carbón aumentan aún más, y la producción de gas y la capacidad de adsorción son fuertes, lo que favorece el enriquecimiento del metano del lecho de carbón. La distribución del rango del carbón tiene una regularidad obvia, el rango del carbón aumenta de noroeste a sureste y cuanto más antiguo es el rango vertical del carbón, mayor es el grado de metamorfismo (Yi, 2007).
3.2.4 Espesor de la veta de carbón
La zona minera de Hongen tiene características típicas de múltiples vetas de carbón, principalmente desde vetas de carbón delgadas hasta vetas de carbón de espesor medio, y el espesor de una sola capa. generalmente es inferior a 5 m. La litología de las capas intermedias entre las vetas de carbón es principalmente lutita y lutita arenosa.
Durante la minería, las vetas de carbón cercanas pueden considerarse como un grupo de vetas de carbón (Yi, 2007). Esto tiene dos beneficios: primero, el espesor acumulado se vuelve más grande, lo que aumenta la cantidad recuperable de metano de las capas de carbón. La segunda es la capa intermedia entre las vetas de carbón, que se compone principalmente de arena y lutita, que puede proporcionar un buen soporte para cada capa minera y también es conveniente para mantener la presión de las vetas de carbón y aumentar el sellado. Al consolidar el yacimiento, un grupo de vetas de carbón se puede procesar de manera uniforme o, de acuerdo con el concepto de "capa de producción virtual", la capa intermedia en el medio del grupo de vetas de carbón se puede fracturar directamente, lo que puede lograr mejores resultados.
3.2.5 Techo y piso de la veta de carbón y sobrecarga
La litología y el desarrollo de grietas del techo y el piso de la veta de carbón tienen una gran influencia en el contenido de gas de la veta de carbón. En comparación con la arenisca y la piedra caliza, la lutita y la lutita arenosa tienen un efecto de sellado más fuerte en las vetas de carbón, lo que es beneficioso para la preservación del metano de las capas de carbón. El contenido de gas de las vetas de carbón con fallas o grietas en el techo y el piso es mucho menor que el de las vetas de carbón con fallas o grietas en el techo y el piso. Según estadísticas de la zona, una misma veta de carbón y placas de techo y piso con litología similar pueden cortarse mediante fallas de tensión o sin fallas. El contenido de gas de esta última veta de carbón es de 3 a 12 veces mayor que el de la primera.
Los estratos carboníferos del Pérmico superior en esta zona están formados principalmente por lutitas y limolitas arcillosas como roca de cobertura. Los estratos subyacentes son basalto de Emeishan, que tiene casi varios cientos de metros de espesor. El metano del lecho de carbón está bien conservado.
Condiciones hidrogeológicas
En función de la litología, el grado de desarrollo de fisuras kársticas y la riqueza hídrica, la zona minera se puede dividir en seis conjuntos de acuíferos de abajo hacia arriba, pero hay poca influencia hidráulica. conexión entre las capas. La zona del afloramiento poco profundo es fisura freática, con fuerte alternancia de aguas subterráneas. Sin embargo, debido a la influencia de la litología de la formación, la profundidad vertical es generalmente inferior a 50 m, y la escorrentía profunda sinclinal se convierte gradualmente en agua confinada en fisuras débiles.
Los datos hidrogeológicos muestran que las condiciones del agua subterránea en el campo de pozos Laotai, el campo de pozos Qingshuigou en el sur de la sección media y el área de exploración en el sur de la sección media son buenas. dos alas al núcleo oblicuo, formando un efecto de sellado hidráulico sobre el metano del lecho de carbón. Alto contenido de gas. Además, las áreas de agua confinada en los campos de pozos No. 7 y No. 9 también favorecen la preservación del metano de las capas de carbón.
4 Sugerencias de exploración y desarrollo
4.1 Dirección de exploración
Como parte importante del área de enriquecimiento de metano en capas de carbón en el este de Yunnan y el oeste de Guizhou, estudios previos sobre el metano de yacimientos de carbón en el área minera de Hongen Se ha trabajado mucho en la evaluación y exploración de recursos. Gui et al. realizaron un estudio en profundidad sobre las cuencas carboníferas en el este de Yunnan y el oeste de Guizhou desde la perspectiva de los sistemas de metano en capas de carbón, y creyeron que el área minera es un área experimental clave para la exploración y el desarrollo de metano en capas de carbón en el este de Yunnan. .
Considerando de manera integral muchos factores como las condiciones geológicas, la ocurrencia de recursos, las propiedades físicas del yacimiento, el transporte y las condiciones del mercado del área, se considera que el campo de pozos Laotai, el área de estudio sur del centro sección, el campo de 7 pozos, el campo de pozos Qingshuigou (este), el campo de pozos 9, el campo de pozos 10 y el área de estudio de Daping son las mejores áreas para la exploración y el desarrollo de metano en lechos de carbón en el área minera de Hongen (Nie et al., 2007).
4.2 Sugerencias de Desarrollo
En la actualidad, el área aún se encuentra en la etapa de exploración y prueba, con solo una pequeña cantidad de pozos parámetros y pozos de prueba de producción, y aún no ha logrado grandes -desarrollo comercial a escala. Con base en la información del área minera y experiencias exitosas en otras áreas del país, se plantean las siguientes sugerencias para el futuro desarrollo del metano de yacimientos de carbón en esta área:
(1) La veta de carbón en esta área Tiene un alto contenido de gas y ricos recursos, pero hay muchas vetas de carbón y el espesor de una sola capa no es grande. Por lo tanto, es necesario considerar métodos de perforación y terminación adecuados para la extracción de múltiples vetas de carbón, junto con medidas apropiadas de fortalecimiento de los yacimientos y estimulación de la producción. Según la experiencia de producción nacional y extranjera, los métodos de terminación de fractura de revestimiento y los pozos horizontales de radio ultracorto son adecuados para extraer metano de capas de carbón en un entorno de múltiples vetas de carbón y deberían convertirse en el principal método de desarrollo de metano de capas de carbón en esta área. Los modelos de desarrollo de terminación en pozo abierto también se pueden explorar en áreas con pequeñas tensiones geológicas locales, alta resistencia del carbón y buena permeabilidad, pero se debe prestar especial atención a los riesgos. La tecnología de pozos horizontales de múltiples ramas es adecuada para vetas de carbón de un solo espesor y es difícil de perforar. No se recomienda su uso generalizado en el desarrollo de metano en capas de carbón en esta área.
(2) Las condiciones estructurales geológicas en esta zona son complejas y las pequeñas fallas de tensión-torsión están extremadamente desarrolladas. Las vetas de carbón poco profundas han sido fuertemente transformadas por movimientos tectónicos, y el carbón estructural está relativamente desarrollado, con poca permeabilidad y bajo contenido de gas, lo que lo hace inadecuado para la extracción de metano en yacimientos de carbón. La estructura del cuerpo de carbón de las vetas de carbón más profundas (500 ~ 1000 m) es principalmente primaria o fracturada, con una permeabilidad relativamente buena, un alto contenido de gas y una pequeña tensión in situ, lo que la hace adecuada para la extracción de metano en capas de carbón.
(3) En comparación con Jincheng, el rango del carbón en esta área es bajo, la resistencia del carbón es pequeña, la absorción de agua es fuerte y es fácil de ablandar después de absorber agua. Por lo tanto, es necesario estudiar más a fondo la aplicabilidad de la tecnología de terminación de fracturación hidráulica de arena, que se utiliza ampliamente en otros campos.
Según los resultados preliminares de fracturación de pozos de gas de China United Coalbed Mamine Company (Wang Jianzhong, 2010), el efecto de la producción de gas no es bueno y se deben considerar otras medidas para aumentar la producción, como la fracturación de gas de alta energía y los “yacimientos virtuales”. para mejorar la tasa de éxito del desarrollo de metano en capas de carbón.
5 Conclusiones
(1) En general, el techo y el piso de la veta de carbón en el área minera de Hongen tienen buenas propiedades de sellado, los poros de la veta de carbón tienen una fuerte capacidad de adsorción y la Las condiciones hidrogeológicas son simples. El agua subterránea migra a lo largo de las dos alas hacia el núcleo del sinclinal y tiene un efecto de sellado hidráulico sobre el metano del lecho de carbón. Aunque están restringidas por condiciones estructurales complejas, las vetas de carbón tienen una fuerte heterogeneidad y poca permeabilidad, el contenido de gas, la permeabilidad y la estructura del carbón están todas relacionadas positivamente con la profundidad de enterramiento, por lo que son adecuadas para extraer metano de capas de carbón en vetas de carbón de 500 a 1000 m.
(2) La profundidad del entierro y las condiciones estructurales son los dos factores principales que controlan el contenido de gas en esta área. En el contexto de que la tendencia general es aumentar con el aumento de la profundidad del entierro, el contenido de metano de las capas de carbón está obviamente controlado por las condiciones estructurales. Se enriquece en áreas con buenas condiciones de sellado y se pierde en áreas con malas condiciones de sellado. Las condiciones hidrogeológicas, la litología del techo y el piso y la capacidad de adsorción de carbón también son factores importantes que afectan el contenido de gas en el área.
(3) El yacimiento de carbón en esta área tiene una fuerte heterogeneidad, poca permeabilidad, baja resistencia del carbón, pequeño espesor de veta de carbón y muchas capas. Teniendo en cuenta los riesgos de desarrollo y los costos de inversión, no es apropiado utilizar terminaciones de pozo abierto y pozos horizontales de múltiples ramas para extraer metano de capas de carbón. La terminación de fracturamiento de revestimiento y los pozos horizontales de radio ultracorto tienen una gran adaptabilidad a los yacimientos de carbón y son adecuados como el principal método de desarrollo para el desarrollo de metano en lechos de carbón en esta área.
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