A Case Study on the Occurrence and Mobility of the Shale Oil from the Muli Coalfield,Qilian Mountain

Shale oil occurs in free state （including condensate state）, adsorption state （adsorbed on kerogen and mineral particles） and dissolved state （dissolved in natural gas, residual water, etc.） in shales and adjacent layers. The characterization of the occurrence of different hydrocarbons in shale oil, especially the quantitative separation of free hydrocarbons （mobile oil）, has been the current focus of shale oil research. Taken the shale oil from the Muli coalfield in Qilian Mountain as an example, this work extracted shale samples with organic solvents of different polarity to obtain different occurrence states of hydrocarbons in the oil-bearing shale and to reveal the compositional differences of the hydrocarbons. The result may provide new geochemical information for the occurrence and mobility of shale oil.

青海木里煤田地表温度变化及其影响因素分析

在中国煤炭是一种重要的能源,大规模的开采活动严重破坏了周边的生态环境,而高原高寒地区煤矿开采对地表温度的时空影响规律有待深入研究。地表温度作为一种重要的地表参数对地表能量和水分平衡研究均具有重要意义,也可以反映区域生态环境的变化。本文以Landsat 5/8影像为数据源,利用面向对象的方法和普适性单通道算法分别得到了7期土地利用/覆盖数据和地表温度数据,研究了1990—2021年木里煤田聚乎更矿区从开采到生态修复过程的地表温度变化特征和影响因素。结果表明:利用面向对象的方法得到7期土地利用/覆盖数据很好地反映了聚乎更矿区的几个阶段,分别为缓慢开采期(1990年、2002年),快速开采期(2005年、2009年),缓慢修复期(2015年、2019年)和快速修复期(2021年);矿坑、建成区、排土场、堆煤场等煤矿土地类型地表温度最高,高寒草甸次之,高寒沼泽草甸地表温度较低,水体温度最低,裸地则在特高温和低温均有分布;草甸区地表温度影响因素的解释力大小排序为NDVI>反照率>坡向>海拔>坡度,矿区地表温度影响因素的解释力大小排序为坡向>反照率>NDVI>海拔>坡度,修复区地表温度影响因素的解释力大小排序为NDVI>反照率>海拔>坡向>坡度。研究工作有助于揭示高原矿区地表温度的变化规律,对于评估木里煤田生态修复效果具有重要的参考价值。

木里煤田聚乎更矿区生态环境修复监测技术与方法

木里煤田聚乎更矿区处于黄河一级支流大通河源头湿地生态区,是黄河流域生态环境保护的重点地区。因煤炭开采导致地貌景观破坏、土地损毁、水系湿地破坏、不稳定边坡和残煤高温异常一系列生态环境问题,对矿区生态系统造成扰动和破坏,导致矿区生态服务功能和生态环境质量下降。为了全面分析矿区生态环境问题,明确生态环境修复治理方向,保障矿区生态环境恢复治理工程高效开展,有效提升矿区生态环境质量。基于对生态环境问题现状的分析,将矿山环境恢复治理划分为4个阶段,即治理前的勘查设计阶段、治理中的地形地貌整治阶段和覆土复绿阶段、治理完成后的后期管护阶段,针对不同阶段的监测目标,利用卫星遥感、低空无人机遥感和信息化相结合的技术,充分发挥InSAR、热红外和三维遥感的技术特点,结合常规的地质调查、物探、钻探等手段,因地制宜,探索研究了卫星遥感技术在植被覆盖度、冻土反演和形变监测方面的应用,无人机遥感技术在基础地形测量、生态环境问题调查、生态治理效果可视化评价、工程监管和方量计算等方面的应用,经与实际调查结果对比分析具有较好的一致性。研究构建了聚乎更矿区生态环境修复治理监测模式,高效支撑了聚乎更矿区生态环境恢复治理工作,在黄河上游高原高寒生态脆弱地区矿山环境治理工作部署和工程监测中取得了良好的运用效果。

木里煤田聚乎更矿区天然气水合物气源探讨

木里煤田位于青藏高原东北缘,近年在木里煤田聚乎更矿区中侏罗统窑街组中发现了天然气水合物。为了对天然气水合物气源类型做出客观认识,本文对木里煤田聚乎更矿区中侏罗统窑街组烃源岩样品的有机质丰度、有机质类型、有机质热演化程度进行了详细研究,并在此基础上对比了研究区天然气水合物、煤层气中烷烃气的异同,最终确定研究区天然气水合物成因类型和气源。结果表明:(1)研究区中侏罗统窑街组的泥质烃源岩有机质丰度较高,属好生油岩,有机质类型属于Ⅰ型干酪根,Ro值在0.65%～1.32%之间,有机质热演化程度达到了石油伴生气阶段;(2)天然气水合物烷烃气碳同位素特征显示大部分烷烃气呈现正碳同位素特征系列,相同碳数的天然气水合物烷烃气碳同位素较煤层气轻,天然气水合物烷烃气中甲烷含量相对煤层气较低,且天然气水合物烷烃气δ13 C2值均小于-28‰,属于油型气;(3)中侏罗统窑街组烃源岩碳同位素特征与天然气水合物的碳同位素具有高度一致性,表明研究区天然气水合物气源主要来自于中侏罗统窑街组的湖相泥岩和油页岩。

青海东北部木里煤田控煤构造样式与找煤预测

在系统分析木里煤田构造格局和构造控煤特征的基础上,将本区控煤构造样式划分为压缩、剪切、滑动3大类和8种类型。揭示了控煤构造样式与煤系赋存之间的关系,木里煤田控煤构造样式以压缩为主,分布广泛,部分矿区构造样式表现为剪切和层滑,各矿区煤系赋存状态受煤田构造格局的控制,具有南北分带、东西分段的特征。煤田边缘构造复杂,控煤构造样式以逆冲前锋型、逆冲断夹块型、逆冲-褶皱型和对冲型为主,含煤向斜形态多不完整;煤田中部地质构造相对简单,控煤构造样式以褶皱-断裂型为特征,含煤岩系赋存稳定,是有利的勘查开发区段。

木里地区天然气水合物成藏模式

为了提高木里地区天然气水合物的勘探研究水平和钻探成功率,研究天然气水合物形成的基础问题,从油气成藏的观点出发,结合区域地质勘探成果,在分析木里地区天然气水合物成藏所需的物源条件、储集条件、盖层条件、运移方式的基础上,得到木里地区天然气水合物广义自生自储、短距运移成藏模式.并对其勘探远景进行了分析和预测,指出了下一步勘探的有利地区.研究成果对木里地区乃至整个高原冻土区天然气水合物的勘探实践具有一定的参考作用.

青海木里三露天井田煤系天然气水合物成藏模式与勘查开发建议

天然气水合物因其能量密度巨大、使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点,被誉为21世纪最有希望的战略资源,是常规油气资源的潜力巨大的一种替代能源。青海木里地区三露天井田天然气水合物的发育是该区含煤岩系的充足气源和高寒山区适宜的水合物稳定带耦合作用的结果。将赋存在煤系中的天然气水合物定义为煤系天然气水合物,并将其纳入煤系非常规天然气范畴。为查明其与含煤岩系的密切联系和成矿专属性,探讨煤系天然气水合物的赋存条件,提出勘查开发建议。研究表明:三露天井田煤系天然气水合物气源兼具煤型气与油型气特征,富集层位集中在温压稳定带的中侏罗统江仓组上段,储集层类型及所占比例依次为“裂隙型”65.22%、“裂隙+孔隙型”26.08%、“孔隙型”8.70%。根据现今构造格局,三露天井田被划分为8个区块,其中,以逆断层发育为主、低地层倾角及中-低等断裂密度发育程度的M_(1)、S_(1)和S_(2)区块为天然气水合物的有利富集区。建立了三露天井田煤系天然气水合物成藏模式,即叠瓦扇式构造与冻土带封堵型,混源充注、短距运移、构造圈闭是研究区天然气水合物形成的有利因素。最后,以研究区煤系天然气水合物为实例,总结了陆域煤系天然气水合物的基本特点,提出了我国冻土区天然气水合物勘查开发的调查、勘查、开采3个阶段,指出煤系气共探合采是煤系天然气水合物开发的必然途径。

青海木里煤田外力哈达矿区侏罗系层序地层与聚煤作用

利用钻孔岩心数据,对青海北部木里煤田外力哈达矿区侏罗纪湖盆相陆源碎屑含煤岩系进行了层序地层学和聚煤作用的研究。研究区侏罗系共划分出5个三级层序及相应的体系域。在每个层序中,低位体系域由河道相或分流河道相灰白色粗砂岩、细砂岩组成,湖侵体系域由泛滥盆地相或分流间湾相砂质泥岩组成,高位体系域由湖泊相或分流间湾沼泽相泥岩和碳质泥岩组成。厚煤层主要形成于层序S1的湖侵体系域中期,高位体系域和低位体系域基本没有煤层发育。这主要是在湖侵体系域中期,由于可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,因此,在三角洲平原分流间湾环境易形成较厚的煤层。

煤矿开采过程中的冻土环境问题与对策

冻土区矿产资源的开发,对多年冻土的影响速度快、范围广、最直接,是其他人为活动无法比拟的。特别是煤矿开采,它对多年冻土影响剧烈,使得煤矿区冻土环境更加脆弱。青海木里煤田矿区处于青藏高原阿尔金山—祁连山高寒带山地多年冻土区,是大通河上游水源涵养生态功能区,冻土生态环境较为敏感。在分析青海木里煤田矿区多年冻土分布状况与特征的基础上,从多年冻土变化和多年冻土区自然环境变化两个方面,探讨了煤矿开采过程中的冻土环境问题,并提出避免和减缓煤矿开采对冻土环境造成影响的建议与对策,以期为寒区资源合理开发利用保护提供科学依据。

青海木里地区天然气水合物形成条件分析

我国的青藏高原地区有大面积的多年冻土分布,其适宜的温压条件为天然气水合物的形成创造了有利的环境。在青藏高原北部祁连山区木里煤田多年冻土层煤炭地质勘查施工中,发现天然气水合物存在的证据。通过分析木里地区多年冻土带天然气水合物的形成条件,对天然气水合物烃类气体的来源进行了探讨,提出煤层和煤系分散有机质热演化过程中形成的烃类气体是木里煤田天然气水合物主要来源的观点,将并其称之为"煤型气源"天然气水合物。

我国陆域天然气水合物勘查技术理论与实践

针对陆域天然气水合物勘查技术存在的问题,通过对国内外勘查技术发展与现状的分析,在对青海木里煤田的天然气水合物勘查的基础上,采用现场实践和理论分析的方法对常规测井参数和简易测温方法进行了研究。结果表明:常规测井参数对冻土层综合解释是可行的,该成果成功应用于木里煤田全区,发现了疑似天然气水合物的钻孔数和疑似天然气水合物的层数;理论分析发现简易测温方法所测温度与实际存在误差,现场实测和理论计算相结合得出了误差修正值为20 m,精确地计算出天然气水合物的实际埋深,并绘制出疑似天然气水合物单孔累计厚度分布图。

木里地区永久冻土层的形成及对天然气水合物的成藏影响

以青海木里天然气水合物成藏地区为研究对象,总结分析了现有木里地区永久冻土和天然气水合物的特点;基于青藏高原第四纪的气候调查相关证据和现有地质勘探资料,利用FLAC;模拟计算永久冻土的形成过程,计算结果表明,现有的永久冻土可能形成于晚全新世新冰期(4000~3000至1000 a BP),约经历170 a的降温后形成稳定的永久冻土层底部边界,深度为130 m,永久冻土层中的温度梯度为1.64℃/hm,计算结果与现场勘探结果相当吻合。此外,基于永久冻土层的形成过程、天然气水合物A/B类形成时的温压曲线及天然气水合物的成藏现状,分析木里地区天然气水合物分布相对分散的原因,一是由于地质构造的原因,烃类气体仅迁移至140 m深度左右,天然水合物在原地发生相变;也可能是烃类气体迁移至更浅层的地层中,但由于多年冻土的反复演化,浅层天然气水合物动态分解后以气态形式进入大气。相关成果可为木里地区天然气水合物的勘探和开采提供思路。

青海木里煤田聚乎更矿区土壤肥力及重金属风险评价

木里煤田聚乎更矿区在开采煤炭资源的同时,破坏了矿区生态环境。通过对矿区土壤肥力指标及重金属指标的测定,采用主成分分析法、潜在生态危害指数法对土壤肥力和重金属风险进行评价。结果表明:木里煤田聚乎更矿区土壤整体呈碱性,有机质、全氮、速效钾含量较丰富而速效磷含量较缺乏,呈富氮富钾贫磷的特点,三号井田土壤中各肥力指标含量最好;土壤肥力综合得分分别为:哆嗦贡玛井田(-0.113)、九号井田(0.081)、八号井田(-0.369)、五号井田(-0.034)、四号井田(-0.145)、三号井田(0.692),三号井田土壤综合肥力最好;木里聚乎更矿区土壤中6种重金属的生态危害强度由弱到强的顺序为Cr、Pb、Cu、Hg、As、Cd,各井田土壤重金属风险评价结果均为轻微生态危害程度。综上,矿区排土场土壤肥力质量整体较差,重金属处于低风险状态,排土场土壤可作为土壤重构中的充填基质,但需混合牲畜肥料、有机肥来提高重构土壤的肥力质量,研究结果将为木里煤田聚乎更矿区土壤重构和植被修复提供基础与依据。

青海省天峻县木里煤田聚乎更矿区构造轮廓和地层格架

木里煤田聚乎更矿区是全球陆上中纬度、高海拔冻土带天然气水合物的发现地,也是当前青藏高原地质研究的热点地区之一。依据近年来的煤炭地质勘查资料,对聚乎更矿区的构造轮廓、含煤地层、沉积相和聚煤作用进行深入分析,认为聚乎更矿区位于祁连坳褶带西段,受大通山北缘和托莱山南缘对冲断裂组的制约,构造线总体方向为北西-南东向,构造轮廓表现为南北2个向斜,其中北向斜的煤炭赋存条件优于南向斜。聚乎更矿区含煤地层为中侏罗统木里组和江仓组,主要可采煤层赋存于木里组上段,聚煤作用主要发生于木里组沉积期的辫状河淤浅之后发育的泥炭沼泽和湖泊、水下三角洲淤浅而发育的泥炭沼泽。

高寒矿区人工种草对露天排土场渣山表层基质的影响

露天煤矿开采引起了祁连山区高寒湿地生态环境的部分破坏,本文通过调查7个矿区植被恢复状况,研究了青海木里煤田矿区人工种草对排土场渣山表层基质理化性质的影响,为高寒矿区植被复绿提供参考。结果表明:人工种草可以有效改善排土场渣山表层基质含水量,增加土壤微生物的数量,影响排土场渣山表层基质有机质含量。种草区域细菌、真菌、放线菌平均数量分别是不种草区域的4.20,4.05和2.29倍。7个矿区排土场渣山表层基质速效氮分布极不均衡,差异显著(P<0.05),种草区域明显高于非种草区域。人工种草后绝大多数矿区全氮、速效磷和速效钾含量明显增加,全钾含量降低。除汞元素外,种草对其它7种重金属(砷、铬、镉、铜、铅、镍、锌)含量产生不同程度的影响,7个矿区砷含量平均值从4.61 mg·kg^-1增加到6.06 mg·kg^-1。

青海木里煤田天然气水合物特征及成藏模式

青海木里煤田发现的天然气水合物,主要产自下部煤层和页岩层,为典型煤成气及页岩气。青藏高原永冻层为天然气水合物形成提供盖层圈闭条件,断层、裂隙、砂体及不整合面为天然气水合物形成提供输导系统,砂体为其形成提供储层。天然气水合物在测井曲线上表现为低密度值、高电阻率、高声速、高天然伽马及井径变大或基本不变,化学组成以CH4、N2为主,含少量O2、C2H6及CO2。在对天然气水合物形成条件及特征研究基础上,提出天然气水合物形成模式:断层为疏导系统,不整合面为疏导系统,渗透性好的砂体为疏导系统。

木里煤田江仓四号井露天采坑回填及地表生态恢复研究

为了保障木里矿区煤矿由露天开采转入井工开采模式后的安全生产,分析了江仓四号井露天开采采坑和地面排土场的现状及边坡的稳定性,提出了采坑的回填方案和回填后的矿坑地表生态恢复方案,并研究了矿坑防排水方法。结果表明,通过对江仓四号井露天开采后的采坑及排土场的综合整治,达到恢复地表生态环境目标,消除了露天采坑对井工开采产生的不安全因素,减少了对井工生产的威胁和危害。

含油页岩连续抽提物芳烃与含氮化合物组成特征

为揭示不同赋存状态页岩油的烃类组成尤其是芳烃和含氮化合物对页岩油可动性的影响,本研究采用3种不同极性试剂连续抽提祁连山木里地区含油页岩并对抽提物进行族组分和定量GC-MS分析,研究结果表明:游离烃(EOM1)中二环、三环芳烃和三芳甾烷、三芴系列浓度最高,而四环芳烃主要集中在EOM2中;EOM1中二苯并呋喃系列含量最丰富,而EOM3中二苯并噻吩系列含量最高;随溶剂极性增强,DNR1、TMNr和Rc_1(0.49+0.09DNR_1)值逐渐降低而1,2,5-TMN/1,3,6-TMN比值逐渐增加,可能与实验过程以及萘系列化合物单体自身性质等有关,但菲系列参数F_1、F_2和Rc_2(0.55MPI_1+0.44)变化较小,暗示每块样品各种不同抽提物可能为相同热演化阶段的产物。咔唑类化合物游离烃中浓度最低,EOM2中浓度最高;C_3-咔唑在EOM1中含量最高,而EOM3中无取代基的咔唑单体丰度高于EOM1,且屏蔽型/裸露型二甲基咔唑(1,8-DMCA/2,6-DMCA)随溶剂极性增加比值逐渐减小。因此,各种抽提物烃类组成和参数的差异受控于化合物结构、原子特性以及烃类赋存状态,而与热演化程度关系不大。游离烃中二环和三环芳烃以及氧芴系列较丰富,而四环芳烃以及二苯并噻吩和咔唑类极性化合物主要集中在吸附烃中,为吸附烃的重质性和黏滞性的主要影响因素。

木里煤田炼焦用煤类的经济前景分析

通过对木里煤田炼焦用煤资源/储量探明程度、灰分特征、硫分特征、精煤回收率的分析,总结出绝大部分炼焦用煤符合灰分<20%、硫分<1%、精煤回收率高的优质至非优质环保炼焦用煤。木里煤田可以作为稀缺煤种基地,且具有重要的战略意义。

青海省木里煤田构造控煤特征及找煤方向

木里煤田是青海省重要的煤产地,其中聚乎更、哆嗦公马、雪霍立、外力哈达、热水等地含煤地层出露较好、煤系埋深较浅。受祁连山构造带以及阿尔金断裂走滑作用的控制,木里煤田构造类型多样。根据木里煤田的地质背景,从沉积聚煤规律、构造特征及其控煤作用等方面对木里煤田隐伏区及逆冲推覆构造下含煤地层进行分析,指出应在已知矿区外围逆冲推覆断层下盘找煤,同时被新生代覆盖的隐伏区为今后找煤的方向。