煤田地质与勘探

作者：闫佩佩, 苏现波, 邹成龙, 赵伟仲, 汪露飞, 伏海蛟,

关键词：准南阜康区块, 煤层气井水, 硫酸盐还原, SO₄ ²⁻, 后生生物成因H₂S,

随着排采的进行准南东段阜康区块煤层气井产出的煤层气中H2S浓度呈现逐渐增加的趋势，对安全生产构成严重威胁。基于煤层气勘探开发资料，结合实验室厌氧发酵实验，对该区块排采阶段煤层H2S的异常原因进行初步探讨。煤层气勘探阶段含气量测试结果表明，煤层气原始气体中H2S含量低，最高仅为2.152×10−6；排采初期并未出现H2S浓度异常现象，但随着排采的进行，部分井出现异常，如13号井在排采7 a后H2S含量异常增加，高达700×10−6。灰色关联分析表明，H2S的浓度与煤层气井的产水量和水质密切相关，当地下水的补给带来充足的营养物质供给菌群代谢时，就会促进H2S的产出。由该区煤和排采水作为发酵基液构建的厌氧发酵系统表明，H2S的产量与发酵液中SO4 2−含量成反比、与HCO3 −含量成正比；CH4的产气高峰滞后于H2S，且累计生成量显著低于H2S，而由该区的煤与蒸馏水作为发酵基液构建的厌氧发酵系统则以产CH4为主，仅生成微量的H2S，说明H2S是硫酸盐还原菌以CH4为电子供体还原SO4 2−生成的；发酵液中小分子有机酸含量的不断减少说明硫酸盐还原菌同样利用了有机酸为电子供体还原SO4 2−生成H2S。因此，现场生产资料和实验室厌氧发酵结果表明该区H2S是由煤层水中的SO4 2−被硫酸盐还原菌还原生成。这种排采阶段生成的生物气与以往人们认为的原生和次生生物气都不相同，将其称为后生生物气，其中的H2S称为后生生物H2S。排采过程中后生生物气的生成进一步说明人工干预下的煤层气生物工程实施的可行性。

来源：2023年第10期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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