| Abstract |
Exploitation of coalbed methane (CBM) involves groundwater extraction to depressurize coal reservoirs. This can involve groundwater extraction from multiple coal seams (commingled drainage). Interlayer interferences, caused by heterogeneity of hydrodynamic fields of the different coal gas reservoirs, can restrain CBM production. Understanding of the hydrogeological characteristics of each reservoir, inseparable from characteristics of the sequence stratigraphic framework, is critical for CBM exploration. Analysis of Zhuzang syncline in Guizhou province, China, found gas- and water-blocking strata near the maximum flooding surface in the upper part of each third-order stratigraphic sequence; thus, the hydrogeological units were divided vertically (SQ4, SQ3, SQ2 and SQ1) by the boundaries of the third-order sequence. The commingled-drainage CBM wells were analyzed by numerical simulation and Extenics theory, on the basis of characteristics of the hydrogeological units. Gas content, reservoir pressure and hydrodynamic parameters were found to vary between the hydrogeological units. The interlayer interference was not obvious where there was commingled drainage within single hydrogeological units with similar hydrodynamic force; this was validated by observing the consistent pressure decrease within each reservoir using historical matching. Since the source of drainage water varied from stratum SQ3 to SQ4 (containing lower hydrodynamic force compared to SQ3), it was obvious that groundwater extraction from SQ4 was restrained by SQ3, by showing obvious interlayer interference and restrained CBM production during commingled drainage across the different hydrogeological units. Reservoirs within each single hydrogeological unit tend to obtain higher CBM yield, thus take priority for commingled drainage.L’exploitation du méthane de gisements houillers (CBM) implique l’extraction d’eaux souterraines pour dépressuriser les réservoirs de charbon. Ceci peut impliquer l’extraction d’eaux souterraines de multiples veines de houille (drainage combiné). Les interférences entre les niveaux, causées par l’hétérogénéité des champs hydrodynamiques des différents réservoirs de gaz de houille, peuvent restreindre la production de CBM. La compréhension des caractéristiques hydrogéologiques de chaque réservoir, inséparable des caractéristiques du cadre stratigraphique des séquences, est essentiel pour l'exploration CBM. L’analyse du synclinal Zhuzang, province Guizhou, Chine, a montré dans la partie supérieure de chaque séquence stratigraphique de troisième ordre une strate bloquant gaz et eau à une cote proche de la charge maximale; ainsi, les unités hydrogéologiques ont été divisées verticalement (SQ4, SQ3, SQ2 et SQ1) par les limites des séquences de troisième ordre. Les puits CBM à drainage combiné ont été analysés par simulation numérique et à l’aide de la théorie de l’Extension, sur la base des caractéristiques des unités hydrogéologiques. Il en ressort que la teneur en gaz, la pression du réservoir et les paramètres hydrodynamiques varient d’une unité hydrogéologique à l’autre. L’interférence entre les niveaux n’est pas évidente lorsqu’il y a un drainage combiné entre des unités hydrogéologiques isolées à charge hydrodynamique similaire ; cela a été validé par l’observation de la diminution constante de la pression au sein de chaque réservoir en utilisant la correspondance avec les données enregistrées. Puisque la source d’eau de drainage varie de la strate SQ3 à SQ4 (contenant une pression hydrodynamique inférieure par rapport à celle de SQ3), il était évident que l’extraction de l’eau souterraine de SQ4 était limitée par SQ3, en montrant une interférence entre niveaux claire et une production limitée de CBM durant le drainage combiné à travers les différentes unités hydrogéologiques. Les réservoirs au sein de chaque unité hydrogéologique unique fournissent une production de CBM supérieure, ainsi en faveur prioritairement pour un drainage combiné.La explotación de metano en capas de carbón (CBM) implica la extracción de agua subterránea para despresurizar los yacimientos de carbón. Esto puede implicar la extracción de agua subterránea a partir de múltiples capas de carbón (drenajes combinados). Las interferencias entre capas, causada por la heterogeneidad de los campos hidrodinámicos de los diferentes yacimientos de gas de carbón, pueden frenar la producción de CBM. La comprensión de las características hidrogeológicas de cada depósito, inseparable de las características de la estratigrafía secuencial, es fundamental para la exploración de CBM. El análisis del sinclinal de Zhuzang en la provincia de Guizhou, China, localizó gas y estratos de agua bloqueados cerca de una superficie de máxima inundación en la parte superior de cada secuencia estratigráfica de tercer orden; Por lo tanto, las unidades hidrogeológicas fueron divididos verticalmente (SQ4, SQ3, SQ2 y SQ1) por los límites de la secuencia de tercer orden. Los pozos de drenaje combinado del CBM se analizaron mediante simulación numérica y la teoría Extenics, sobre la base de las características de las unidades hidrogeológicas. Se encontró que el contenido de gas, la presión del yacimiento y los parámetros hidrodinámicos varían en las unidades hidrogeológicas. La interferencia de entre capas no era obvia donde había drenaje combinado dentro de las unidades hidrogeológicas individuales con fuerzas hidrodinámicas similares; este fue validado mediante la observación de la disminución constante de la presión dentro de cada depósito usando una comparación histórica. Debido a que la fuente del agua de drenaje varió del estrato SQ3 al SQ4 (que contiene una menor fuerza hidrodinámica en comparación con SQ3), era obvio que la extracción de agua subterránea de SQ4 se restringió por SQ3, mostrando la interferencia de la capa intermedia y contuvo la producción de CBM durante el drenaje combinado en las diferentes unidades hidrogeológicas. Los reservorios dentro de cada unidad hidrogeológica tienden a obtener un mayor rendimiento de CBM, por lo tanto, tienen prioridad para el drenaje combinado.煤层气开采涉及抽取地下水以减少煤储的压力。这可能涉及从多重煤层中抽取地下水(混合排水)。不同煤气储水动力场的非均匀性导致的层间干扰可限制煤层气的生产。每个煤储的水文地质特征与层序地层框架密不可分,了解每个煤储的水文地质特征对于煤层气的开采至关重要。对中国贵州省Zhuzang向斜的的研究分析发现气-及阻水层位于每个第三地层序列上部最大洪水面附近;因此,通过第三级序列垂直划分了水文地质单元(SQ4, SQ3, SQ2和 SQ1)。根据水文地质单元的特征,依靠数值模拟和可拓学理论分析了混合排水煤层气井。发现水文地质单元之间的气含量、煤气储压力及水动力参数各异。在具有类似水动力的单一水文地质单元内存在混合排水的地方,层间干扰不太明显;利用历史匹配通过观察每个煤层储内始终如一的压力降低对层间干扰进行了验证。因为SQ3 和 SQ4(与SQ3相比,含较低的水动力)排水源不同,很明显,从SQ4抽取地下水受到了SQ3的限制,在穿过不同水文地质单元的混合排水期间显示出了明显的层间干扰,并限制了煤层气的生产。每一单个水文地质单元内的煤层气储趋于获得更高的煤层气产量,因此,优先考虑的事就是混合排水。A explotação de gás metano de carvão envolve extração de água subterrânea para despressurizar os reservatórios de carvão. Isso envolve extração de água subterrânea a partir de múltiplas camadas de carvão (drenagem misturada). Interferências entre camadas, causada pela heterogeneidade hidrodinâmica dos múltiplos reservatórios de gás de carvão, podem restringir a produção de gás metano de carvão. Entender as características hidrogeológicas de cada reservatório, inseparáveis das características do contexto de estratigrafia de sequencias, é crítico para a exploração do gás de metano. A análise do sinclinal Zhuzang na província de Guizhou, China, encontrou uma camada bloqueadora de gás e água próximo a superfície de inundação máxima na parte superior de cada sequência estratigráfica de terceira ordem; portanto, as unidades hidrogeológicas foram divididas verticalmente (SQ4, SQ3, SQ2 e SQ1) pelos contatos da sequência de terceira ordem. Os poços de drenagens misturadas do gás metano de carvão foram analisados por simulações numéricas e teoria “Extenics”, com base nas características das unidades hidrogeológicas. O conteúdo de gás, pressão do reservatório e parâmetros hidrodinâmicos variaram entre as unidades hidrogeológicas. A interferência entre camadas não foi obvia onde havia drenagem misturada dentro da mesma unidade hidrogeológica com força hidrodinâmica similar; isso foi validado observando a diminuição consistente da pressão em cada reservatório usando comparação histórica. Uma vez que a origem da água drenada variou da camada SQ3 para SQ4 (contendo menor força hidrodinâmica comparado a SQ3), foi obvio que extração da água subterrânea da SQ4 foi restrita pela SQ3, já que apresentou obvia interferência entre camadas e restringiu a produção de gás metano de carvão durante a drenagem misturada em diferentes unidades hidrogeológicas. Os reservatórios na mesma unidade hidrogeológica tendem a produzir altas vazões de gás de metano de carvão, portanto levam prioridade em relação a drenagem misturada. |
