煤吸附甲烷的温度-压力综合吸附模型

选取暗褐煤、气煤、焦煤、贫煤、无烟煤和超变无烟煤等有代表性煤阶的系列煤样,进行了20,30,40,50℃等不同温度下的高压等温吸附试验;应用吸附势理论,研究了煤的甲烷吸附特征曲线的形态特点,推导出新的煤吸附甲烷的温度-压力综合吸附模型,并给出了模型中特征常数的求取方法;利用大量高压等温吸附试验数据对该模型的预测结果进行了验证,并且与兰米尔(Langmuir)等温吸附模型进行了比较.结果表明,该模型的预测结果与吸附试验数据非常吻合,平均相对偏差小于5%,说明该模型能够很好地描述温度和压力共同作用下,包括特低煤阶的暗褐煤和特高煤阶的超无烟煤在内的全部煤阶的煤对甲烷的吸附特性;比兰米尔(Lang-muir)等温吸附模型的功能更强,适用范围更宽.

低温环境无烟煤瓦斯解吸特性研究

以焦作无烟煤为研究对象,采用自制高低温解吸装置,对-40,-30,-20,-10,0,20,30℃下煤的瓦斯解吸规律进行模拟测试,研究低温环境下煤的瓦斯解吸特性.结果表明:低温环境下,温度对解吸量影响显著,温度越低解吸量越小;压力对解吸量影响显著,压力越低解吸量越小;粒径越大解吸量越小,但存在极限粒径.低温取芯可以有效地降低环境温度,降低瓦斯压力,并能够保证煤体的完整性,从而显著减少取芯过程中瓦斯的损失量,提高煤层瓦斯含量测定的准确性.

基于地质统计学法的三维储量估算系统研究与应用

在介绍地质统计学和三维地质建模知识的基础上,提出系统的设计思路:根据原始采样数据及边界品位在勘探剖面上构建二维轮廓线,在三维环境下通过交互式操作生成矿体实体模型;构建块体模型并用实体模型进行约束,标记矿体内的块体;用克里格品位估值算法对矿体内的块体赋品位值;最后统计计算储量。其中用到的关键技术包括变差函数自动拟合算法、交互式轮廓线拼接算法以及块体模型约束中用到的OBB树技术。该系统已经对某矿区数据进行了储量试算,结果与勘探报告一致。

注CO_2提高煤层气采收率及CO_2封存技术

针对柿庄北区块煤层注CO_2提高甲烷采收率的关键因素及现场工程选区,基于研究区储层特征,结合正交试验设计,开展了影响煤层注CO_2提高甲烷采收率的数值模拟研究,评价了注入效果,指出了CO_2-ECBM工程选区的储层渗透率门限。结果显示:研究区地质构造简单,顶底板封盖性好,煤层气成藏具有埋深大、煤层厚、含气量高、临界解吸压力高以及渗透率中等偏低、储层压力低的"四高两低"的基本特点;影响研究区注CO_2促甲烷增产的关键因素是煤储层渗透率;在较高渗透率煤层注入CO_2,有利于提高采收率;较低渗透率煤层可较好地实现CO_2封存;要实现柿庄北区块煤层注入CO_2显著提高甲烷采收率,储层渗透率应高于0.05×10^(-3)μm^2;兼顾提高采收率和CO_2的有效埋藏,储层渗透率宜为(0.05~0.22)×10^(-3)μm^2。

用镜质体反射率法确定吐鲁番-哈密盆地的古地温梯度和估算地层剥蚀厚度

使用镜质体反射率法，首次系统地对吐鲁番－哈密盆地进行了古地温梯度的求取和剥蚀厚度的恢复。在此方法使用中应注意：①选择各地区标准Ｒｏ－深度曲线；②建立本区的镜煤反射率与最大埋藏温度的回归方程；③判断地层补偿和温度补偿状况；④与包体测温等其他热指标相对比。计算出在侏罗纪末期燕山运动期间，台北凹陷西部和托克逊凹陷古地温梯度平均为２．９℃／１００ｍ，台北凹陷中部为３．３℃／１００ｍ，台北凹陷东部和哈密凹陷介于４．５～４．９℃／１００ｍ。盆地中部广大地区地层为补偿和超补偿状态，盆地两边山前带现仍处在欠补偿状态。

青海木里三露天天然气水合物钻孔岩心构造裂隙特征

通过对三露天井田天然气水合物钻孔岩心观察与统计分析,从线密度、倾角、充填程度等方面对裂隙的特征进行讨论,明确研究区天然气水合物赋存类型以及构造裂隙的基本特征,最后讨论了裂隙对天然气水合物形成的作用。结果表明:井田内天然气水合物绝大多数赋存于粉砂岩、暗色泥岩、油页岩中,其中62.5%赋存于构造裂隙中;研究区构造裂隙以低倾角(占50.37%)、未被充填裂隙为主(占73.68%),且水合物上覆地层裂隙密度均不同程度减小。研究区裂隙的发育特征对天然气水合物成藏起到重要的作用:研究区73.68%的裂隙为未充填,为烃类气体的运移和聚集提供了空间;50.37%的裂隙为低倾角,垂直方向上的渗透率值较小,不同层位的连通性差,极大地限制了烃类气体向上扩散,使其得以聚集保存;最后,裂隙发育程度的降低,同样抑制了烃类气体向上扩散,起到了相对"盖层"的作用。

基于风险分析的商业性找矿预测新方法与应用

基于风险分析的商业性找矿预测新方法主要限于针对矿山深部和外围找矿预测与风险投资中的商业性矿产勘探。从风险分析和经济地质学角度对以往研究成果进行系统总结,认为成矿成晕模式与地质地球化学找矿预测系统、构造地球化学方法、矿体探采对比、广度搜索选优评价(矿点与异常成矿概率法)、深度解剖评价与定量预测等技术方法在金属矿山(床)找矿预测中应用前景广阔,矿物地球化学、岩相学亚相-微相填编图等新预测方法完善后可广泛推广应用。基于风险分析的商业性找矿预测方法技术不断发展,有助于满足境外矿产勘查迅猛发展和矿业权交易量增加的商业性矿产勘查新局势需求,推动矿产勘查和开发项目现代管理水平的提升。

煤矿井下地质构造与地应力的关系

在分析总结地质构造与地应力方向关系的基础上,采用有限差分数值模拟软件FLAC3D,建立了分析褶曲、断层等常见地质构造的数值模型.分析了地质构造附近岩层位移、应力场分布特征与变化规律,以及岩层破坏状况,模拟结果与理论分析相一致.

基于核磁共振弛豫谱的煤储层岩石物理与流体表征

为了揭示与煤层气高效开发中储层多相流作用等科学问题,需要探索一种针对性的煤储层特性无损分析新技术。从理论和技术2个角度讨论了核磁共振弛豫时间分析技术在煤储层岩石物理及流体分析中的应用,研究建立了基于低场核磁共振的煤的孔隙度、渗透率、孔隙结构、润湿性、甲烷等温吸附曲线的精细定量综合表征技术体系;论证了采用核磁共振弛豫分析来有效识别煤中"多态甲烷"(游离态、吸附态和孔束缚态)和"多态水"(表面吸附态、孔内毛管束缚态和自由态水)的理论与方法;提出了注CO_2置换煤层流体效率的理论评价模型。为进一步开展煤层气开发过程中气、水多相介质相互作用与储层综合动态研究提供了技术保障。

未来新能源可燃冰的成因与环境岩土问题分析

"可燃冰"又名天然气水合物,是未来巨大的新型能源.本文从地质学与岩土力学角度对"可燃冰"的成因与环境问题进行了研究.分析表明,如果人类对"可燃冰"开采不当有可能引发温室效应、海底滑坡、海洋生态平衡破坏等一系列重大环境与岩土问题.

新疆西昆仑小同钼矿地质特征及找矿意义

位于西昆仑岩浆弧带的小同钼矿产于花岗闪长岩体边部.矿区地层为中元古界库浪那古岩群黑云斜长片岩,蚀变类型主要有钾化、绿泥石化、矽卡岩化,呈带状分布.据目前工程揭露,发现一长260m,宽5～50m的矿化带,总体产状为70°∠30°.矿化类型包括产于岩体边缘相的浸染-星点状矿化和产于矽卡岩化带中的团块-斑块状矿化.综合矿区地质和矿化特征,初步认为小同钼矿为斑岩-矽卡岩钼矿床.

满洲里-西旗斑岩铜多金属成矿系列REE地球化学特征及应用

对该区燕山期斑岩铜多金属成矿系列进行了REE地球化学研究,并结合岩石化学、包体、微量元素、氢氧同位素综合分析。各(蚀变)岩体REE分布模式可分为三种类型。在乌山矿床Q-Kf、Q-Ser、I-H三个蚀变带中REE分别呈氯化物、F^-络合物、F^-、CO_3^(2-)络合物形式。蚀变是两期叠加的,REE的淋滤、沉淀伴随成矿元素的再活化、再富集。首次发现铕亏损对矿化具有指示意义,蚀变岩δEu愈小,矿化愈好。提出了斑岩体含矿性的五条判别标志,据此对外围岩体含矿性进行了判别排队。

煤层气井排采过程中渗透率动态变化研究进展

煤层气井排采过程中,渗透率的动态变化决定着煤层气的运移和产出,是控制煤层气井产能的核心因素。从排采过程中渗透率动态变化影响因素、渗透率动态变化规律等方面进行分析,总结了国内外关于渗透率动态变化的普遍认识和最新进展,并指出了研究过程中所存在的问题及今后的发展趋势。煤层气井排采过程中主要受到有效应力、煤基质收缩和克林肯伯格效应的影响,导致渗透率总体呈现"先降低、后升高"的不对称"U"型变化。结合研究过程中存在的侧重点单一、作用阶段忽视、变化模型偏理论化等问题,认为进一步结合实际排采数据,细化各影响因素的不同作用阶段,着重分析影响气、水产能的有效渗透率和相对渗透率变化规律,完善储层尺度上的动态渗流过程,为精细化定量排采控制提供可靠的理论支撑将是今后的研究重点。

敦密断裂带(黑龙江段)构造控矿规律

以敦密断裂带地质组构和物性等特征为基础,研究该断裂带在黑龙江境内构造活动规律,分析其东部含煤盆地的控制特点,研究表明：J3-K1及E2含煤盆地是古老的东西向构造与敦密断裂带的复合部位所控制的沉积盆地,依此理论发现了新的镜泊含煤盆地。

西北中生界烃源岩中木柱质体特征、演化与烃类生成

西北中生界煤系烃源岩中普遍含有木栓质体，它来源于植物周皮的木栓化细胞壁。在株罗系煤的显微组分中，如仅以木栓化细胞壁计，木栓质体一般占２％以下，若与充填在细胞腔中的四块镜质体同计，则最高可达２０％左右。在Ｒｏ为０．３５％～０．７０％的热演化阶段，木栓质体光性变化明显，但形态、数量没有显著变化，反映在低成熟阶段木栓化细胞壁中明显失去木栓质和蜡质，而作为细胞壁格架的纤维素、木质化纤维素变化不大。随热成熟作用加深，木栓质体光性逐渐向结构镜质体和均质镜质体演化，至Ｒｏ达０．９０％已难分辨。木栓质体具有低成熟度成烃特点，但在西北中生界烃源岩中，由于其含量较低，并非是最重要的生油组分。

基于人工神经网络的三维矿床模型

基于钻孔勘探数据,设计并建立了矿床模型的BP神经网络模型,用煤层的底板数据对神经网络进行训练,用训练好的网络对煤层的底板进行模拟,建立矿床的神经网络模型.通过某矿的实际数据,实现了利用神经网络方法建立三维矿床模型,并对矿床模型进行了三维显示.结果表明,矿床模型三维显示精度较高,已经在矿山生产中得到实际应用.

高分辨率层序地层学在资源序列评价中的应用

通过详细研究准层序内有机源岩地球化学特征及其与测井曲线的关系，探讨了高分辨率层序地层学应用于资源序列评价的基本原理和方法，并以东营凹陷牛庄次洼陷为例，计算出下第三系层序Ⅰ（Ek－Es3）的生烃总量．应用实例表明，该法可用于预测生油岩的分布。

内蒙古查干诺尔铜矿区矿石特征及成因探讨

查干诺尔铜矿床产在西伯利亚板块和华北板块汇聚带附近,华力西晚期构造岩浆带内。成矿与早二叠世洋盆闭合,后碰撞高钾钙碱性花岗岩类岩浆演化晚期的钾质花岗岩有关。铜矿(化)体呈细脉浸染状产在钾质花岗岩的内外接触带内。铜矿石的主要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等;化学组分以铜、钼、金、银、铅、锌为主。主要的矿化发生在热液期,围岩蚀变明显,有钾长石化、绢英岩化、高岭土化、青盘岩化等。铜矿形成在华力西晚期,属斑岩型铜矿床。

深部煤炭资源地质勘查中几个问题的思考

深部煤炭资源的地质勘查是现阶段煤炭地质工作的一个难点和热点问题。现行的《煤、泥炭地质勘查规范》对于深部煤炭资源的勘查存在着诸如新技术发展的成果体现不足、勘查精度要求整体偏低及最大勘查深度等问题。考虑到目前煤炭资源开发投资主体的变化、勘查思路的调整等特点,提出了适当合并或跨越勘查阶段、对同一勘查区分层次达到不同控制程度,以实现早投入、早见效的开发目标的技术思路,同时提出尽快出台修订现行规范的建议。

显微组分荧光机理及其应用

运用分子轨道理论并引入能带理论，从分子统计学角度，提出了显微组分的荧光机理。指出分子游离相内生荧团与生荧团之间的能量转换效率，及生荧团与大分子网络相之问能量传递效率决定了显微组分的荧光性质；显微组分荧光变异机理则受３个因素的制约，即温度效应、光氧化效应及“游离”效应。进而从显微组分荧光机理出发，对吐哈盆地煤成烃显微组分生油模式进行了分析，提出基质镜质体、木栓质体和角质体是吐哈盆地煤成烃主要贡献组分。