准噶尔盆地南缘富CO2低阶煤层气藏的形成机理研究

准噶尔盆地南缘部分地区低阶煤储层中CO2的富集,不仅反映了煤层气系统形成和改造过程受多元干预作用,也影响到煤层气资源的品质.为查明该区煤层中富CO2低阶煤层气藏形成机制,基于煤层气排采井气样,开展了煤层气地球化学研究.结果显示:准南地区煤层甲烷碳、氢同位素整体上偏轻,δ13CCH4为-6.82％～-4.38％,δ13DCH4为-29.00％～-30.41％;米泉地区煤层气以生物成因气为主,四工河及玛纳斯地区深部煤层主要发育热成因气,白杨河地区则以混合成因气为主;准南地区煤层气中CO2浓度差异大,多元地质因素干预明显,二氧化碳碳同位素偏重,δ13 CCO2为-1.54％～2.51％,CO2来源主要为煤化作用初期热解和微生物成烃伴生.地下水动力条件是决定CO2富集的关键因素,煤化作用初期生烃阶段产生的CO2在滞流条件下聚集,微生物作用伴生CO2在弱径流条件下混入保存;煤层自燃致使烧变岩系发育,进而地表水下渗作用增强所引起的非烃类气体参与煤层气成藏,则符合真正意义上煤层气风氧化作用机制.综合研究认为,差异性地层水溶解消耗作用以及生物成烃改造作用主要影响煤层CO2的分布特征,煤层气成藏过程中存在的CO2干预作用形成了封闭滞流原位型、半封闭扰动型以及开放连通型三类煤层气藏,承载着煤层气成因、煤层气藏赋存特征等信息.