新疆库拜煤田煤储层孔-裂隙系统及有利储层优选

利用低温氮吸附试验、压汞孔隙试验和光学显微镜等手段,研究库拜煤田中部矿区煤储层微观孔隙、微裂隙系统发育特征。利用地表构造裂隙填图技术和矿井下煤储层精细对比解剖技术研究煤储层内生裂隙、外生裂隙等宏观裂隙系统的发育特征,将孔隙、微裂隙和宏观裂隙作为一个有机的整体来进行研究。经过综合研究,从孔-裂隙的角度优选出A5、A7煤层为有利储层,为煤层气勘探开发提供理论依据。     

煤显微组分的浮选法分离及其富集物燃烧性能

本文主要对七种煤进行了显微组分的分析和分离。并对不同比例显微组分混合物的发热量、燃烧以后的残碳量进行测定,发观镜质组富集物比丝质组富集物发热量高;而燃烧后残碳量,丝质组富集物比镜质组富集物低。     

惰质组对平朔煤热解反应性的影响

对有关文献的研究数据进行多角度的比较和分析,揭示出惰质组在模拟煤的热解中起着重要的作用:当惰质组含量很低时,热解反应性较低;当其含量较高时,各显微组分间相互作用加大,惰质组对模拟煤的热解具有明显的促进作用.     

煤化作用与煤层气生成、储藏和产出的关系

本文依据煤的变质作用过程中产出的煤层气数量,将煤的变质作用过程分为三个阶段,指出第二、三阶段对煤层气的生成影响最大。低煤阶煤储层中煤层气运移产出的通道为裂隙和基质孔隙,中煤阶煤为割理和构造裂隙,高煤阶煤则以构造裂隙为主。随着煤化作用的进行,煤层气储藏和产出的条件逐渐变好,直到中煤阶煤;之后进入高煤阶煤条件开始变差。结合煤化程度对煤层气生成的影响,中煤阶煤层是煤层气开发的较理想的煤层。     

不同变质程度煤的煤岩特征及其加热动态

本文通过对不同变质程度煤的显微组分、反射率分布图解以及各显微组分的加热动态和半焦光性的研究,发现影响煤粘结性的关健组分是在某一反射率区间内的镜质组含量,其质量随变质程度变化。在计算配合煤的活性组分时不能等同看待。这为寻求一种活性加权法,计算煤的活性组分提供了实验依据。     

吐哈盆地沙尔湖凹陷侏罗系煤层气勘探新认识

为了探讨吐哈盆地沙尔湖凹陷侏罗系煤层气的勘探潜力,应用大量最新分析化验数据和钻井资料,分析了煤层发育特征、煤岩热演化规律和显微组分、煤储层物性、煤层气成因类型、煤岩吸附特征、含气性、构造运动、水动力条件、煤岩直接顶板的岩性等保存条件及前期煤层气井勘探失利原因等。结果表明,沙尔湖凹陷煤岩热演化程度低,具典型的煤层原生生物气特征,均质性差;但煤层厚度大,煤层裂隙及大孔发育,原煤含气量高,煤层气保存条件较好,煤层气总资源量较大。总之,沙尔湖凹陷侏罗系煤层气成藏条件优越,资源丰度高,采用合适的钻井、完井、储层改造措施及排采制度,将会取得一定的勘探成效。     

煤储层裂隙趼究方法辨析

煤层气藏不同于常规天然气，是一种裂隙——孔隙型气液两相、双重孔隙介质的储集类型，气体产出经历解吸→扩散→运移过程，运行的路径是由煤体内表面→微孔→裂隙系统。煤微孔隙同富集的大量煤层气资源只有扩散至连通的裂隙网络才可能被采出，即煤储层具有的相当的渗透能力是开发成功的前提条件。为此，研究裂隙预测储层渗透性，在煤层气开发中备受关注。     

神东煤镜质组和惰质组热解甲烷生成反应类型分析

采用等密度梯度离心分离方法,对神府东胜矿区马家塔露天煤矿2号煤层煤进行了镜质组和惰质组煤岩显微组分的分离富集。利用TG/MS对两种显微组分热解脱挥发分行为进行了升温速率为20℃/min条件下的测试,获得了热解甲烷生成的速率曲线,并对其热解生成特征进行了分析。采用分峰拟合的方法,将其分为6个峰,计算得到了各基元反应的动力学参数及其热解特征参数,认为神东煤镜质组和惰质组热解甲烷的生成由煤大分子裂解、缩聚过程中的6种反应所致。通过动力学分析,结合煤大分子的热解规律、热解过程中其它挥发分的逸出特征及相关模型化合物的量子化学计算结果,对热解甲烷生成的6种反应类型进行了具体分析。     

开平—涧河地区煤层气赋存特征及有利区预测

通过对开平—涧河地区煤层的分布、显微组分、煤级、煤相、煤岩显微裂隙分析及试井物性分析,明确了该区的煤层气赋存、生气的地质条件以及煤层的物性特征。在此基础上对开平—涧河地区的不同深度、不同区带的煤层气资源量进行估算,划分并预测了煤层气资源分布的有利区。研究表明,该区煤层气估算总资源量为1 656.32×108m3,煤层气最有利分布深度带在750~1500 m范围内,其资源量为312.82×108m3;两个Ⅰ类勘探最有利区为开平向斜的东南翼,其次为西北翼;Ⅱ类有利区为埋深在500~750 m的开平向斜两翼,以及埋深小于1 500 m的西河凸起;Ⅲ类远景区为开平向斜轴部和涧河地区。     

氧化钙在煤岩显微组分气化中的作用研究

用装有气相色谱在线分析的高温高压差热分析装置在773～1273K的温度范围内考察了氧化钙对平朔烟煤三种基本有机显微组分(镜质组、稳定组和丝质组)分别与CO_2和水蒸气进行气化反应的影响。CO_2的反应压力和水蒸气的反应分压分别为1.0MPa和10KPa,升温速率均为10K/min.反应性测定和气化动力学数据处理结果发现,CaO对显微组分的气化有催化作用,而且这种作用在CO_2气化中更明显;显微组分的类型和气化反应气氛决定CaO的最佳添加量。对试样气化后残渣的电子探针能谱测定表明,CaO在显微组分的气化过程中具有固硫能力,这种能力从强到弱的顺序为稳定组、镜质组和丝质组,而且在水蒸气气化中的固硫作用更显著。扫描电镜对残渣的观察表明,CaO对显微组分在气化中的灰团聚具有阻抑作用,其机理与对显微组分气化的催化作用机理相似。用于煤/煤焦加压气化的动力学模型可以用来描述显微组分的气化和催化气化过程。     

开滦煤显微组分结构特征与吸附CO的关系

为了研究开滦煤中显微组分(惰质组和镜质组)的微观结构和分子特征,利用离心分离技术,得到纯度较高的富镜质组和富惰质组煤样,并对其进行煤质分析、煤岩分析、孔径分布以及红外光谱分析,得出开滦煤中惰质组含量较高,孔隙结构发育,主要以过渡孔和微孔为主,占煤的总孔隙体积数的90%以上,对煤样吸附CO起主导作用;同时氧含量较高,其中含氧官能团羟基(—OH),尤其是酚羟基对煤吸附CO有较大影响,成功的解释了开滦煤层发生CO体积分数长期超标但未曾自燃的现象,     

云南老厂矿区煤层气地质条件

在分析矿区地质条件、煤岩及煤储层特征的基础上,探讨研究区煤层气地质条件.结果表明:老厂矿区龙潭组和长兴组含煤性好,煤层厚度大并且分布稳定,煤质以无烟煤为主,生烃量大,生烃能力强;煤岩组分稳定,镜质组含量高,对甲烷吸附性强;煤层孔隙度较低,渗透率中等;解吸率和储层压力偏高,中等含气性,含气量在6.02 ～ 18.95 m3/t.研究区构造类型和水文地质条件相对简单,围岩封盖及地下水封堵作用强,利于煤层气的富集成藏.综合分析认为,老厂矿区属中型富甲烷煤层气目标区,煤层气成藏地质条件优越,煤层气资源丰富,开采条件优越.     

深部煤层气储层微观结构及储渗机理

采用扫描电镜观察了北京大安山煤矿和阜新五龙矿煤层气储层样本的微观结构,分析了煤层孔隙和裂隙的类型、大小、连通等结构特征及结构与煤层气储集和渗流间的关系,运用图像处理技术,基于扫描图片提取并分析了煤层孔隙度.结果表明:北京大安山煤矿煤层气储层样本是典型的低孔隙度、低渗透性储层,以微孔隙、极微孔隙、微裂隙、极微裂隙为主;阜新五龙矿煤层气储层样本是典型的高孔隙度、高渗透性储层,孔隙类型多样,存在大孔、大裂隙,孔隙之间和孔、裂隙间连通性好,十分利于煤层气的渗流和产出;煤层中孔隙较多、孔径适中的结构有利于煤层气的吸附储集,煤层中大孔和裂隙有利于煤层气的游离储集,煤层中裂隙延伸长而宽,孔隙间连通,孔、裂隙相沟通的结构有利于煤层气的渗流和运移.     

煤层气解吸扩散渗流模型研究进展

对煤储层基质孔隙分类、煤储层中气水变化特征、基质孔隙中甲烷的动力学行为、煤层气解吸模型、扩散模型、渗流模型和产气模型进行了综述和评论．认为煤层气生产过程吸附气变为解吸气．少量的解吸气溶解并在储层孔隙水中扩散．大量的解吸气聚集成泡和成柱并在煤基质孔隙中的非达西渗流、自由气从煤基质孔隙至割理．裂隙系统的窜流、自由气从煤基质孔隙至井筒的非达西渗流（仅限低煤阶）、及自由气从割理．裂隙系统至井筒的达西渗流过程．可为煤层气开发提供理论依据,为煤层气数值模拟提供理论基础,对煤层气产气规律的认识具有指导意义．     

煤岩显微组分的性质研究进展

研究煤岩显微组分的性质有助于了解煤的起源和分子结构,对研究和预测煤的热加工反应性,实现煤的高效洁净和高附加值转化具有重要的意义.综述了近年来国内外对煤的岩相显微组分性质的研究,着重介绍了显微组分的化学组成及分离分析技术,显微组分的热解、气化、燃烧和加氢液化特性及显微组分对煤溶剂萃取的影响,并指出了煤岩显微组分研究的重要意义.     

煤显微组分表面含氧官能团的XPS分析

氧原子作为煤中最丰富的杂原子,C-O官能团的形态对煤的性质有重要影响。为了研究煤岩显微组分的含氧官能团,对手选高纯度镜质组和惰质组进行了XPS分析和化学计算。结果表明,煤岩组分的元素组成以C、O为主,含少量的N和无机矿物元素。其中的氧主要以-OH、-O-、COO-和SiO_2形式存在。C-C、C-H、C-O单键和COO-是碳的主要存在形式。镜质组中的脂肪族侧链和-OH基团较多;惰质组中-O-的原子浓度明显高于镜质组,而COO-略多于镜质组。镜质组表面总极性含氧官能团数量更多。研究结果有助于全面认识煤的结构和性质。     

贵州大河边矿煤显微组分解离规律及其分选

以贵州大河边矿煤为研究对象,确定了其在显微光学条件下煤岩显微组分的组成、赋存状态及含量特征,同时采用XRD衍射技术分析了原煤中矿物组成。通过对原煤的破碎解离,进而研究了壳质组、镜质组和惰质组在不同粒级的解离规律,在此基础上使用密度梯度离心的方法研究了显微组分的分选,并验证了超声辅助对分选效果的影响。结果表明:原煤中壳质组分布方式主要以片状、细脉状形式存在,与镜质组紧密连生,轮廓清晰;镜质组主要以团块状形式出现,具有明显内生裂纹;惰质组主要包括丝质体和半丝质体2大类,半丝质体单体粒度较小,部分具有鳞片状结构,丝质体细胞结构保存十分完好。各粒级显微组分单体解离度随着破碎程度的加深逐渐增大,其中破碎对镜质组和惰质组的解离效果更加明显,3种显微组分最佳解离粒度为0.125～0.074 mm。壳质组、镜质组和惰质组的最佳分选密度分别为-1.15,1.27～1.29,1.33～1.35 g·cm~(-3),超声辅助有利于提高壳质组的分选效果。     

盘县盆地煤储层控气条件研究

根据以往时黔滇东地区盘县盆地的研究资料,从含气性方面研究煤储层厚度和煤级;从煤层气储集运移方面研究其裂隙发育程度;通过对盖层、地下水动力等封堵条件的分析,揭示研究区具有有力的控气地质因素,从而为煤层气的开采利用工作提供理论基础。     

平顶山煤矿煤的物质组成特征研究

采用刻槽法在平顶山煤矿采取煤样,对所取煤样利用全自动煤岩系统进行煤显微组分含量测定以及采用手持XRF元素分析仪进行煤中元素含量测试。综合两项实验数据进行数理统计分析,测定结果表明平顶山煤矿煤中镜质组含量约72.97%、半镜质组含量约4.58%、壳质组含量约3.56%、惰质组含量约13.62%。可推断平顶山煤的物质组成特征有利于生成气态烃。煤中所含元素中Fe、S两种元素较为突出,Fe元素平均含量约为1977ppm,S元素平均含量约为4828ppm,两者在煤中可能以具体的矿物形式存在(如黄铁矿等),有助于提高煤生烃过程的转化率。     

不同变质变形煤特征对煤层气富集渗流的制约

煤岩是煤层气的主要储集层,其变质变形作用对煤层气的赋存、运移和开发都具有重要意义。本文以华北地区典型含煤区为研究区,基于现场资料分析、煤岩显微观测,孔渗测试及压汞实验分析,探讨了不同变质变形煤储层孔渗特征,并从裂隙、孔隙不同尺度探讨了不同变质变形煤储层特征及其孔、裂隙结构特征对煤层气富集渗流所起的作用。结果表明,首先,煤层气产出过程与煤储层变质变形特征密切相关;实验室测定的渗透率与试井渗透率具有可比性,一般碎斑煤大于碎裂煤;高变质弱变形煤储层和中变质弱变形煤储层煤层气的富气能力与渗流能力比较强,是煤层气富集高渗的有利储层。