(4) Situación de la exploración geológica de metano en lechos de carbón en el área de exploración de Binchang
El área de exploración de Binchang está ubicada en el medio del área carbonífera de Huanglong en el borde sur de la cuenca sedimentaria mesozoica de Ordos. Pertenece al oeste del cinturón de elevación de Weibei. cinturón suave de este a norte, formando cuatro cinturones anticlinales. La serie de rocas carboníferas se desarrolló en la formación Yan'an del Jurásico Medio, y las vetas de carbón se produjeron en una forma monoclínica con inclinación norte con un ángulo de inclinación de 2° a 3°, hasta 26° en algunos lugares. Las fallas no se desarrollan y solo hay fallas pequeñas con distancias pequeñas. Los recursos de carbón son abundantes en el área de exploración de 3100 km2, el área de 8 carbón con espesor superior a 0,8 m es de 577,39 km2 y las reservas de carbón (nivel B+C+D) son de 62,8×108t. En 1996, la Oficina de Petróleo del Norte de China cooperó con la Compañía Luwei para perforar dos pozos de exploración de metano en capas de carbón, HWB1 y HWB2, en Changwutingkou y Zhengningxiangong, y llevó a cabo una evaluación preliminar de las perspectivas de exploración de metano en capas de carbón en el área de exploración. Y se realizó una evaluación preliminar de las perspectivas exploratorias del área de exploración.
La serie de rocas que contienen carbón en el área de exploración de Binchang es la formación Yan'an del Jurásico Medio, que está dividida en tres secciones de abajo hacia arriba. La parte inferior de la primera sección que contiene carbón es lutita arcillosa de color marrón grisáceo, limolita arcillosa y arenisca fina, el medio es una veta de carbón gruesa (8 carbón) y la parte superior es lutita de color gris oscuro claro, lutita arenosa intercalada con limolita, y esquisto carbonoso delgado, de 20 a 35 metros de espesor. La segunda sección carbonífera está compuesta por lutitas de color gris claro oscuro, lutitas arenosas, limolitas, areniscas finas intercaladas con lutitas carbonosas y vetas de carbón, con un espesor de 20 a 35 metros. La segunda sección que contiene carbón es lutita de color gris oscuro claro, lutita arenosa, limolita, arenisca fina, intercalada con lutita carbonosa y vetas de carbón, y el fondo es arenisca gruesa gruesa, arenisca gruesa con grava o arenisca fina. Contiene 4 capas de carbón (carbón 4-7), con un espesor inferior a 0,8 metros en el sur y mayor espesor en el norte. La tercera sección carbonífera está compuesta de lutita gris, lutita arenosa, arenisca limosa intercalada con lutita carbonosa, intercalada con capas finas de carbón y arenisca media y fina, y el fondo es una capa gruesa de color blanco grisáceo de arenisca gruesa. Contiene 3 vetas de carbón (carbón 1 ~ 3), de las cuales el carbón 1 y 3 son vetas de carbón explotables. La parte oriental de este tramo tiene un espesor de 43,29 metros, con un espesor máximo de 75,10 metros; la parte sur tiene un espesor de 22,10 metros, con un espesor máximo de 63,70 metros; la parte norte tiene un espesor de 19,15 metros, con un espesor máximo de 29,70 metros; .
Las principales vetas de carbón en el área de exploración están bien desarrolladas. 1 Hay muchas gangas de carbón, estructuras complejas y vetas de carbón bifurcadas. El espesor es de 0,36 a 3,34 metros, generalmente de unos 2 metros. desde Xinmin hasta el Ártico, al suroeste de Tingkou, el espesor es de 0,13 a 4,83 metros, generalmente 2 metros, y el carbón 8 es una única veta de carbón. Las estadísticas de yacimientos de carbón muestran que las vetas de carbón bifurcadas representan una quinta parte, y hay de 1 a 2 capas de ganga tanto en la parte superior como en la inferior de las vetas de carbón. 8 El espesor de la veta de carbón varía de 0,15 a 43,87 metros, con un promedio de 10,64 metros. Las áreas de carbón con un espesor de más de 5 metros están ubicadas en el condado de Bin, la parte media de Changwu y las áreas de Xincheng y Zhongcun de Ning. Condado Generalmente se distribuyen de norte a sur, con Yongle y Changwu corriendo de noreste a este en la parte central. El antiguo levantamiento se divide en dos depresiones en el sur y el norte. Las vetas de carbón son espesas en las depresiones. las vetas de carbón están en la elevación. La veta de carbón es gruesa en las depresiones y delgada en los levantamientos. La veta de carbón es gruesa en el medio del área de exploración y delgada en ambos lados. De lo anterior se puede ver que las ocho vetas de carbón ubicadas en la primera sección que contiene carbón son gruesas y de distribución estable, mientras que las vetas de carbón en la segunda y tercera secciones que contienen carbón son delgadas y de área pequeña, y la mayoría de no se superponen con las ocho áreas de distribución de carbón.
Según los datos de exploración de yacimientos de carbón, la macrolitología del Carbón 8 es principalmente carbón semioscuro y carbón oscuro. Las estadísticas de los pozos HWB1 y B2 muestran que el Carbón 8 es principalmente carbón semioscuro y carbón semioscuro. , seguido del carbón oscuro, y el carbón brillante sólo se encuentra en el pozo B2. Según los datos del análisis de muestras de perforación de yacimientos de carbón, la composición microscópica del carbón 8 se caracteriza por un alto contenido de grupo filamentoso, que es del 21,7% al 84,0%, con un valor promedio del 62%, seguido por un grupo similar a un espejo, con un contenido de 14,1%-73,6%, con un valor promedio de 62%. El tipo de microroca de carbón está dominado por el carbón ligeramente inerte (39,6%), seguido del carbón ligeramente inerte (22,5%). Los resultados del análisis de muestras de núcleos de dos pozos de exploración de metano en capas de carbón muestran que entre los ocho microcomponentes de roca de carbón, el contenido del grupo filamentoso es mayor y el contenido del grupo microscópico es menor. Los lugares con mayor contenido de microestructura se encuentran a lo largo de la línea al sur y al este de Tingkou, y los tipos de carbón y roca a lo largo de Zhongcun (pozo B2) están mejorando. Según el análisis y las estadísticas de dos pozos de metano de lechos de carbón, el contenido volátil de carbón en el pozo B1 es de 22,76% ~ 36,75%, con un valor promedio de 30,83%, el contenido volátil de carbón en el pozo B2 es de 20,66% ~ 35,75%; con un promedio de 28,46%. El contenido de carbono fijo del pozo B1 es de 44,82%~68,48%, con un valor promedio de 61,49%; el contenido de carbono fijo del pozo B2 es de 40,67%~65,16%, con un valor promedio de 55,82%.
55,82% El contenido de cenizas del pozo B1 oscila entre 3,46% y 32,42%, con un valor promedio de 7,68%; el contenido de cenizas del pozo B2 oscila entre 7,41% y 33,75%, con un valor promedio de 15,70%. El contenido promedio de cenizas en el área de exploración es de alrededor del 15%, con pocos cambios generales, y pertenece al carbón con contenido medio de cenizas. Los cambios son los siguientes: el contenido de cenizas en las zonas de carbón grueso es bajo y el contenido de cenizas en las zonas de carbón fino es alto; el contenido de cenizas en las pendientes es bajo y el contenido de cenizas en los anticlinales es alto; canales y colinas antiguas es alto, y el contenido de cenizas en las tierras bajas es bajo. La reflectancia de vitrinita de 8 pozos de carbón medida durante la exploración de yacimientos de carbón fue de 0,62% a 0,72%, con un promedio de 0,67%. La reflectancia de vitrinita medida del pozo B1 fue de 0,63% y la del pozo B2 fue de 0,71% a 0,81%, con un. promedio de 0,75%. Metamorfismo de roca de carbón El grado es relativamente bajo El carbón de llama larga es dominante en el sur, y el carbón gaseoso y el carbón gaseoso son dominantes en el norte.
Según la exploración detallada del campo de carbón, se tomaron 8 muestras de vetas de carbón a una profundidad de 314,80 ~ 885,40 m para análisis y estadísticas. Se tomaron 50 muestras, de las cuales 11 muestras no tenían contenido de gas medido. 18 muestras tuvieron un contenido de gas inferior a 1 m3/t Entre 0,2 y 0,94 m3/t, de los cuales 1/3 son inferiores a 0,1 m3/t, y la mayoría son superiores a 0,1 m3/t; 1,63 y 5,71 m3/t, y la profundidad de muestreo es entre 315,90 y 315,90 m3/t entre 762,49 m. Se midió que el contenido de gas de 33 muestras de 8 piezas de carbón recolectadas del Pozo B1, incluyendo gas fugitivo, gas de desorción y gas residual, tuvo un valor máximo de 2,91 m3/t, un valor mínimo de 0,93 m3/t, y un valor medio de 1,71 m3/t. Los resultados del análisis de los componentes del gas son principalmente metano y nitrógeno, con CH4 con un 53,14%, N2 con un 46,10% y CO2 con un 0,26%. 8 El contenido real de CH4 del carbón es de 0,43 a 1,97 m3/t, con un valor medio de 1,11 m3/t. La distribución del metano de las capas de carbón en el área de exploración se limita al área al sur de Tingkou hacia el lado este de Beijiang. Se distribuye en una dirección larga de norte a sur y el rango con un contenido de gas superior a 3 m3/t es pequeño. La parte norte del área de exploración es un área donde se distribuye carbón gaseoso y carbón gaseoso, pero el contenido de gas de ocho vetas de carbón muestreadas y analizadas por el Pozo B2 es cero. Se predice que el contenido de gas de las vetas de carbón en. esta zona es baja.
En 2000, el pozo Huangshi 1 perforado por la Corporación Nacional de Petróleo de China en Huangling probó el contenido de gas de la veta de carbón a una profundidad de 450 metros en la formación Yan'an. La profundidad de la prueba fue de 6,4 metros cúbicos. por tonelada.
Dado que el contenido de metano de la veta de carbón en el Pozo B2 es del 0%, las pruebas de adsorción isotérmica solo se pueden realizar en los Pozos HWB1 y B2 a través de la prueba de adsorción isotérmica representativa del Pozo B1. Al combinar la curva de adsorción isotérmica representativa del Pozo B1 con la presión de formación medida y el contenido de gas metano, se pueden obtener los parámetros característicos de la adsorción y desorción isotérmica de 8 carbón. La cantidad de carbón es relativamente baja, oscilando entre 10,17 y 13,56 m3/t en el sur (zona del pozo B1), con un promedio de 11,57 m3/t en el norte (zona del pozo B2), de 12,26 a 13,99 m3/t; con una media de 13,89 m3/t.
La prueba de adsorción teórica (saturada) de los pozos HWB1 y B2 bajo condiciones de presión de formación se llevó a cabo de acuerdo con el siguiente método. El contenido teórico de gas (saturado) en condiciones de presión de formación es de 7,40-8,10 m3/t en la zona sur (área del pozo B1), con un promedio de 7,75 m3/t en la zona norte (área del pozo B2) es de 9,5-; 11,40 m3/t, la media es 10,42 m3/t. El contenido de gas medido de la veta de carbón varía de bajo a 0, que es menor que el volumen de Lannan y el contenido teórico de gas de la roca de carbón, y la saturación del contenido de gas varía de 0 a 24,3%. La presión crítica de desorción de las vetas de carbón es baja, y la presión crítica de desorción del carbón 8 en el área del pozo B1 es de 0,36 a 0,45 MPa.
La prueba de pozo inestable y la prueba de estrés in situ de 8 carbones en las áreas de pozos HWB1 y B2 mostraron que la permeabilidad al aire alcanzó (2.288~3.635)×10-3 μm2, lo que indica que la veta de carbón tiene alta permeabilidad.
El Carbón 8 es una formación barotrópica con un coeficiente de presión de 1,156 a 1,154. Las pruebas de tensión in situ muestran que la veta de carbón tiene una fuerte permeabilidad al agua. Los resultados de la prueba de tensión in situ muestran que la profundidad de la veta de carbón 8 en el pozo B1 es de 480,60 m, la presión de ruptura es de 6,385 MPa y la presión de cierre es de 6,351 MPa; la profundidad de la veta de carbón 8 en el pozo B2 es de 812,45 m; la presión de ruptura es 14,44 MPa y la presión de cierre es 12,12 MPa.
8 La diferencia entre la presión de cierre de la veta de carbón y la presión inicial de formación es de 0,901 MPa en el Pozo B1, 0,901 MPa en el Pozo B2, 0,901 MPa en el Pozo B1 y 0,901 MPa en el Pozo B1. El pozo B1 es de 0,901 MPa y el pozo B2 es de 2,475 MPa. La tensión efectiva in situ es baja, lo que favorece el mantenimiento de una alta permeabilidad.
En el borde sur de la cuenca sedimentaria mesozoica de Ordos en el área de exploración de Binchang, la serie de rocas que contienen carbón es la formación Yan'an del Jurásico Medio, que contiene 1 o 2 capas de carbón.
La serie de rocas carboníferas es la Formación Yan'an del Jurásico Medio, que contiene de 1 a 2 capas de carbón, con hasta 8 capas. 8 El carbón es grueso y continuo, con un espesor máximo de 43,87 metros y un espesor promedio de 10,64 metros. Es la principal veta carbonífera. 8 El carbón es una formación de presión positiva con un coeficiente de presión de 1,154~1,156, una tensión efectiva in situ de 0,901~2,475MPa y una permeabilidad subterránea de 2,288~3,635×10-3μm2. La veta de carbón tiene buena permeabilidad. La veta de carbón tiene buena permeabilidad al aire. El análisis de facies sedimentarias de carbón muestra que el ambiente de depósito de carbón No. 8 está dominado por subfacies de pantanos de bosque seco y subfacies de pantanos de bosques de aguas poco profundas suprayacentes. El grado de metamorfismo de la roca de carbón es bajo, principalmente carbón de llama larga a carbón gaseoso. El contenido de gas de la veta de carbón es bajo, generalmente de 0,43 a 1,97 metros cúbicos/tonelada, con un promedio de 1,11 metros cúbicos/tonelada. El contenido de gas en el área de exploración es superior a 3 metros cúbicos/tonelada. El rango de distribución es pequeño, la saturación del contenido de gas es de 0 a 24,3% y el volumen de carbono azul es de 11,57 a 13,87 metros cúbicos/tonelada. Por lo tanto, se concluye que el carbón 8 tiene malas propiedades para producir gas, lo que no favorece la exploración de metano en yacimientos de carbón.
Existen diferentes opiniones sobre las malas propiedades portadoras de gas de las vetas de carbón con bajo metamorfismo en la formación Yan'an. Una opinión es que después de la deposición de la Formación Yan'an en el Jurásico Medio, a través de la deposición sucesiva de la Formación Zhiluo y la Formación Estable, la parte central de la cuenca estaba en la etapa de elevación en el Jurásico Tardío debido a la. falta de la Formación Fenfanghe superior y los estratos del Cretácico Inferior, Yan'an Las vetas de carbón están expuestas en la zona de erosión de metano y son erosionadas por la antigua zona de erosión, lo que provoca que el gas de hidrocarburo que se ha formado se escape. Los gases de hidrocarburos que se han formado se escapan. Afectadas por el entorno de formación de carbón y los materiales formadores de carbón de la formación Yan'an, las condiciones para la generación secundaria de hidrocarburos después de que la veta de carbón vuelva a ser profunda no son superiores. Las dos razones principales, las condiciones estructurales y los materiales formadores de carbón, son factores desfavorables para la exploración de metano en yacimientos de carbón en series de rocas carboníferas en la formación Yan'an. Otra opinión es que los dos pozos de exploración de metano de lechos de carbón han confirmado preliminarmente las características básicas de la serie de rocas que contienen carbón del Jurásico en la cuenca sedimentaria mesozoica de Ordos, es decir, las vetas de carbón de bajo rango tienen un buen desempeño de ocurrencia pero un pobre desempeño de producción de gas. La razón es que el área de exploración se encuentra en una zona desfavorable para la conservación de metano en yacimientos de carbón en el borde de la cuenca, y los factores que influyen pueden ser multifacéticos. El levantamiento de la cuenca en el Jurásico Tardío provocó la desaparición de la Formación Fenfanghe, excepto el borde occidental de la cuenca. El pozo B1 solo tiene la Formación Silúrico (26,5 m) y la Formación Anding (86,0 m), y el Pozo B2 solo tiene la Formación Zhiluo. Por encima de la Formación Yan'an (57,5 metros) y la Formación Anding (15,0 metros), el espesor de la Formación Yan'an suprayacente es de sólo 72,5 metros a 112,5 metros. Debido al levantamiento regional de la cuenca, los estratos del río Fenfang básicamente han desaparecido y la cuenca no está bien protegida por los estratos del río Fenfang. Debido al levantamiento regional de la cuenca, falta la formación Fenfanghe. El espesor de la formación Zhiluo en la parte sur de la cuenca es generalmente de 50 a 250 metros, el espesor de la formación Anding es generalmente de 40 a 160 metros. El espesor de la capa superpuesta es generalmente de 90 a 410 metros. - Por lo tanto, de acuerdo con la ley del carbón de la Formación Yan'an, solo después de que se forme la capa de roca sedimentaria del Cretácico Inferior, la veta de carbón de la Formación Yan'an puede entrar en el umbral de hidrocarburos y convertirse en una roca de carbón de baja ley, y la La difusión de gas de la veta de carbón también se producirá después del Cretácico Superior. Desde este punto de vista, si inferimos de acuerdo con el primer entendimiento, las vetas de carbón de la Formación Yan'an en el área faltante de la Formación Fenfanghe han sido erosionadas y el metano del lecho de carbón se ha escapado. la Formación Fenfanghe es menos profunda. Por lo tanto, la exploración de metano en el lecho de carbón de la Formación Yan'an es inútil. Según el segundo entendimiento, es prometedor evitar áreas desfavorables para la preservación de las vetas de carbón en la Formación Yan'an y encontrar áreas favorables con una profundidad de enterramiento moderada y mejores condiciones de preservación. Sólo mediante una exploración en profundidad podremos hacer una evaluación correcta de las grandes cuencas carboníferas del Mesozoico formadas en condiciones tectónicas continuas y estables.
Ver "Mapa paleogeográfico de rocas de la cuenca de Ordos de Yanchang 5 del Triásico tardío", "Mapa de paleogeografía de rocas del Jurásico medio y tardío de Yan'an", "Mapa de paleogeografía de rocas del Triásico superior de la cuenca de Ordos", "Mapa paleogeográfico de rocas del Triásico superior" en la cuenca de Ordos". "Mapa de espesor de la veta de carbón de la Formación Huayaobao de la Formación Yanchang del Triásico Superior en la Cuenca de Ordos", "Mapa de espesor de la veta de carbón de la Formación Yan'an del Jurásico Medio en la Cuenca de Ordos", "Mapa de espesor de la veta de carbón explotable de la Formación Yan'an del Jurásico Medio en la Cuenca de Ordos".