页岩气压裂返排液/采出水同位素地球化学特征与鉴别指标

• 作者: 倪云燕 姚立邈 隋建立 陈建平
• 来源期刊: 天然气地球科学
• 学科: 工学
• 关键词: 压裂返排液 传统稳定同位素 非传统稳定同位素 鉴别指标 四川盆地
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 天然气地球化学
• 页码范围: 78-91
• 页数: 14页
• 分类号: TE122.1+13
• 语种: 中文
• DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2021.08.004

摘要

中国页岩气资源丰富,主要分布在人口密集的南方海相碳酸盐岩分布区,地质地表条件复杂,生态环境脆弱,水资源匮乏或分布不均,大规模压裂开采存在很高水资源利用压力和严重水环境污染风险.综合分析页岩气压裂返排液/采出水的氢、氧、硼、锂、锶等传统与非传统稳定同位素地球化学特征显示:四川盆地返排液/采出水的氢氧同位素与寒武系、二叠系和三叠系的须家河组、嘉陵江组、雷口坡组常规井采出水演化趋势相近,与震旦系常规井采出水不同,表明四川盆地返排液/采出水为压裂注入液与滞留在志留系页岩中的地层卤水的混合产物,其高盐度端元化学组成更接近寒武系地层卤水,但其δ11B值要高于后者.四川盆地页岩气压裂返排液/采出水δ11B值与美国Marcellus的相近,都与蒸发相海水有关,与盆地内不同层系常规井采出水有一定的重合,无法进行精确区分,但其δ11B和B/Cl值与河水和非海相的柴达木盆地页岩气井返排液/采出水能够明显区分.四川盆地页岩气压裂返排液/采出水δ7Li值稍高于美国Marcellus的,与长江水的δ7Li值有一定重合.威远页岩气示范区返排液/采出水87Sr/86Sr均值为0.7197,长宁示范区则为0.7193,远高于不同层系常规井采出水的87Sr/86Sr值,这是因为志留系页岩受到陆源硅质沉积物和下伏富Sr流体的影响,导致四川盆地南部志留系地层实测87Sr/86Sr值偏高,这使得87Sr/86Sr值成为鉴别四川盆地页岩气压裂返排液/采出水与常规气井采出水和浅层地下水的有效指标.