石油学报

作者：王勃, 徐凤银, 金雪, 王立龙, 屈争辉, 张文胜, 李志, 刘国伟, 张艺腾, 史鸣剑

单位：1. 应急管理部信息研究院 北京 100029;2. 中国石油学会 北京 100724;3. 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室 江苏徐州 221008;4. 中国矿业大学资源与地球科学学院 江苏徐州 221116;5. 中国石油华北油田公司山西煤层气勘探开发分公司 山西长治 046000

关键词：煤层气井,产出水,化学特征,矿化度,主要离子,Ca²⁺富集,Cl^-消耗

基金：王勃,男,1979年10月生,2013年获中国矿业大学博士学位,现为应急管理部信息研究院正高级工程师,主要从事煤层气、致密砂岩气勘探开发及瓦斯防治方面研究工作。Email:wangbo1230038@163.com

摘要： 煤层气井产出水的化学成分变化对煤层气高产具有重要的指示作用。以沁水盆地郑庄区块进入稳定排采阶段的煤层气直井产出水为研究对象,长期跟踪采样与测试,开展矿化度和主要离子特征分析,探讨产出水的化学特征及其对煤层气井高产的响应机制,取得了一些对生产实践具有参考价值的认识:①在煤层气井进入稳产阶段后,产出水的矿化度为2 000~3 000 mg/L,化学类型主要为Na-HCO3型,反映出具有较好的水文地质封闭环境;②在排采过程中,由于郑庄区块的矿化度中心迁移,引起各采区产出水的矿化度以及Na++K+和HCO3-等主要组成离子含量随排采时间的推进总体呈不同幅度的"W"型,其中,郑1采区、郑3采区、郑4采区和东采区矿化度的波动幅度相比于区块的平均矿化度分别表现出增大、减小、先小后大和先大后小的特征;③随着排采的推进,在相对高产的郑3采区和郑4采区,Ca2+、Cl-含量分别与气水比呈正、负线性相关关系,且郑3采区的变化率明显高于郑4采区,而在其他采区,相关性则不明显;④构建了两种煤层气高产的产出水地球化学特征响应模式,即随产气效率增加,煤层中水溶CO2的增加促进了方解石脉的溶解,致使Ca2+富集,而水化的Cl-通过煤中的极性含氮官能团与显微组分反应可增加形成有机配合物的机率,致使Cl-消耗。

来源：2024年第11期

《石油学报》期刊编辑部

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