沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井煤层气地球化学特征及成因

刘超^1,2，冯国瑞^1,3，曾凡桂^1,2

1. 太原理工大学矿业工程学院2. 煤与煤系气地质山西省重点实验室3. 太原理工大学山西省绿色矿山工程技术研究中心

摘 要：为了研究废弃矿井中煤层气成因,以沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井为例,抽采废弃矿井中煤层气并进行化学组分和同位素测试,并采集部分废弃矿井水样品测试水中离子浓度、pH值等进行研究。结果表明:潘庄区块废弃矿井中煤层气CH₄体积分数平均值为91.99%,CO₂为1.26%,N2为6.73%;甲烷碳同位素(δ¹³C₁)值为–31.36‰～–33.53‰,平均–32.25‰,氢同位素（δD）值为–182.76‰～–193.20‰,平均–187.538‰。废弃矿井排采水中阴阳离子主要为Mg²⁺、K⁺、HCO₃^–、Cl^–、Na⁺、SO₄^2–和NO₃^–等,产出水型为Mg-（HCO₃）₂型,表明矿井水受到地表水的强烈影响。废弃矿井中煤层气主要以热成因气为主,少量次生生物气。与附近未开采煤储层相比,研究区废弃矿井中的环境更有利于次生生物气的生成。

关键词：废弃矿井;煤层气;碳氢同位素;次生生物气;成因;沁水盆地潘庄区块;