對(duì)貴州西部20口煤層氣井產(chǎn)出水溶解無(wú)機(jī)碳（DIC）穩(wěn)定碳同位素(δ¹³CDIC)進(jìn)行了長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)跟蹤,重點(diǎn)分析了多層合采煤層氣GP井組δ¹³CDIC的時(shí)空動(dòng)態(tài),探討了δ¹³CDIC值與煤層氣產(chǎn)能的關(guān)系;選取典型井產(chǎn)出水進(jìn)行了微生物16S rDNA擴(kuò)增測(cè)序分析,提出了煤層氣多層合采產(chǎn)出水δ¹³CDIC地質(zhì)響應(yīng)模式。研究表明:中煤階煤層氣井產(chǎn)出水δ¹³CDIC正異常普遍,產(chǎn)出水中包含15種以上的甲烷菌屬,Methanobacterium為優(yōu)勢(shì)屬;產(chǎn)出水中優(yōu)勢(shì)甲烷菌屬序列數(shù)目與δ¹³CDIC值顯著正相關(guān),δ¹³CDIC值正異常由產(chǎn)甲烷菌還原作用造成,且主要為氫營(yíng)養(yǎng)型甲烷菌還原作用;多煤層煤系沉積相及巖性的分段性會(huì)造成滲透性和富水性的分段性,從而控制產(chǎn)出水δ¹³CDIC值和古菌群落的分段性,滲透性和富水性較好的層段,產(chǎn)出水δ¹³CDIC值正異常顯著,古菌屬主要為Methanobacterium;滲透性... 

【文章來(lái)源】：石油勘探與開(kāi)發(fā). 2020,47(05)北大核心EISCICSCD

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埋藏深度與δ13CDIC值的關(guān)系

進(jìn)一步對(duì)2017年1月至2018年7月的9批次數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（見(jiàn)圖2），由δ13CDIC與Ro,max的分布關(guān)系發(fā)現(xiàn)δ13CDIC正異常且大于10‰的樣品點(diǎn)主要出現(xiàn)在中煤階的松河區(qū)塊GP井組（除N1井外），分析認(rèn)為N1井排采期長(zhǎng)達(dá)2年，返排率超過(guò)150%，根據(jù)常規(guī)離子及氫氧同位素判斷其產(chǎn)出水可能屬于外源水[20]。一般認(rèn)為，煤層中次生生物氣主要在Ro,max值為0.3%～1.5%階段生成[19]。在煤層Ro,max值大于1.5%的煤層氣井中，δ13CDIC正異常且大于10‰的極少。GP井組煤層Ro,max值約為1.5%，具備產(chǎn)生次生生物氣的物質(zhì)條件。圖2 貴州西部煤層Ro,max與產(chǎn)出水δ13CDIC關(guān)系

圖1 貴州西部煤層氣井產(chǎn)出水δ13CDIC分布特征對(duì)GP井組部分煤層氣井產(chǎn)出氣測(cè)試了甲烷穩(wěn)定碳同位素組成（δ13C1),2017年3月測(cè)試值范圍為-43.6‰～-41.9‰，平均-42.8‰。通常煤層氣δ13C1值為-55.0‰被認(rèn)為是生物成因氣與熱成因氣的界限[21]，若按此劃分該區(qū)域主要為熱成因氣。但根據(jù)劉文匯和徐永昌提出的無(wú)明顯次生改造作用影響的原生型煤層氣煤巖熱模擬回歸公式（（3）式）[22]計(jì)算，Ro,max取1.3%～1.7%，計(jì)算結(jié)果為-32.25‰～-29.63‰，遠(yuǎn)大于平均值-42.8‰，說(shuō)明該區(qū)域煤層氣存在輕微的次生改造作用，而非單純的熱成因氣。同時(shí)后期測(cè)試了GP-3井產(chǎn)出氣中CO2碳同位素值，結(jié)果為10.7‰，為生物成因二氧化碳[8]，也證明了本區(qū)存在微生物的還原作用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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