镧系元素地球化学效应方程参数之科学意义初探——以山西晚古生代太原组8号煤层不同煤级的煤为例

为量化给出以往发现的镧系元素地球化学效应的结果,运用镧系元素+3价离子半径与其某一地球化学行为参数的回归分析方法,研究了山西8号煤层气、肥、焦、廋、贫等5种烟煤镧系元素的地球化学行为,提出了镧系元素地球化学效应回归方程。初步推断认为,该方程可以反映任一地质体中某个镧系元素的任一可量化的地球化学或其他化学行为与该元素+3价离子半径以及该地质体中的∑REE,LREE/HREE之间的数学函数关系。其中,线性回归方程的斜率通常与其∑REE总量呈正相关,而幂函数的幂指数则与轻重稀土的分异程度呈高度正相关。但回归方程拟合优度的大小的地球化学意义尚难以确定,可能与地质体自然演化、变质过程某种热力学平衡程度有关,也与镧系元素自身的赋存状态和化学性质有关,但与演化、变质方向的关系尚难以确定。即便是同一演化或变质过程,LREE相比HREE达到平衡的程度亦不相同,通常LREE达到平衡的程度比HREE要高,但也有时候恰恰相反。其科学意义尚不清楚。如果是非自然的、人工干预的、快速的某种化学过程,如镧系元素的酸脱除率,由于远非充分的自然演化过程,因此亦远未能达到这种热力学平衡。此时回归方程虽然也适用,但拟合优度不高。

斜沟煤矿8号煤顶底板岩层工程地质特性研究

斜沟煤矿8号煤层为其主采煤层之一,以8号煤层开采18101工作面的煤顶底板岩层特征为例,对斜沟煤矿8号煤层顶底板岩层的工程地质特征进行了研究,斜沟煤矿8号煤顶板岩性结构以泥岩和砂岩为主,底板岩性结构由砂质泥岩和中粒砂岩组成,分别对其物理力学性质进行了测试,受沉积环境影响,不同地段顶底板岩性组成存在一定差异。这些研究为数值分析顶底板"三带"高度、提出"三带"高度的经验公式提供科学依据和实例验证。

西铭矿8号煤特性综述

8号煤是西铭矿选煤厂的主要入洗原煤,分析了西铭矿8号煤的地质、煤层、煤质等特征,为西铭矿和其选煤厂的采掘布署、洗选加工、产品销售提供依据。

宁夏王洼煤矿补充勘探区8号煤组特征及对比研究

宁夏王洼煤矿补充勘探区延安组第二含煤段中8号煤组厚度大、结构复杂,在详细叙述8煤组各分煤层特征基础上,根据标志层特征、层间距特征及地球物理特征对各分煤层进行了对比,对比结果显示,8煤层为煤组主体煤层,厚度变化小,属稳定煤层;8-2煤层为局部可采不稳定煤层;8-3煤层为有可采见煤点但不连成片的不可采煤层;勘探区西部边界外由于地处鄂尔盆地盆地边缘存在无煤区。

煤中黄铁矿研究——以寺沟8号煤为例

文章对采自寺沟煤8号煤层中的黄铁矿,按在煤层中赋存空间状态分为煤层间结核状黄铁矿(JH)和充填裂隙中薄膜状黄铁矿(BMZ),对后者手动剥离法获得样品。通过XRD、SEM-ES和FTIR的实验研究,发现JH的结晶速率比较缓慢,黄铁矿晶型种类较为单一,种类数量差别较大,更易受到氧化;而BMZ则相反。副矿物以石英、高岭石为主。

古交矿区8号煤的实验室热解脱硫

介绍了古交矿区8号煤在不加催化剂和加催化剂两种条件下的实验室热解脱硫试验情况.结果表明,在不加催化剂时,升温速度为5～10℃/min脱硫效果最好,脱硫率大于40%;当在原煤中添加催化剂AlCl3和NH4Cl时,有较好的脱硫作用,焦炭中灰分也没有明显提高,而当添加催化剂CuCl2和CaO时,不能脱除煤中硫。并据此提出了建议脱硫方案。

三交区块8+9号煤层气储层水文地质条件及水源判识研究

【目的】三交区块8+9号煤层气井受外来水侵入影响导致产能较差,因此厘清三交区块水文地质特征、查明其对煤层气井开发的影响成为煤层气产能突破的关键。【方法】基于实际地质和生产资料,收集水化学数据,采用Fisher判别方法进行水源判识,进一步利用测井解释对太原组各含水层分布及其含水性进行识别,最终实现了8+9号煤储层水文地质条件的精细化研究。【结果】研究结果表明,煤层气井主要生产太原组灰岩水,局部由于受到张性走滑断层的控制,水化学特征显示为太原组灰岩和二叠系砂岩混合水;太原组8号顶板发育L1-L5共5套灰岩层,灰岩发育总体比较稳定,局部存在分叉合并现象,北部明显减薄;5套灰岩的富水性在垂向上和平面上都存在明显的非均质性。【结论】针对灰岩不同发育程度和富水性强弱的区域,应采用相对应的开发策略,以保证煤层气井的高效开发。本次研究对厘清三交区块水文地质特征、指导后续开发部署等都具有非常重要的意义。

鄂尔多斯盆地神木–佳县区块深部煤层气地质特征及勘探开发潜力

我国深部(以下均指埋深大于2000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。与中浅部相比,深部煤层气在富集成藏规律与开发方式方面均具有显著的差异性,急需针对重点区块开展解剖性分析研究。神木–佳县区块位于鄂尔多斯盆地东北部,目前尚处于深部煤层气勘探的起步阶段,深部煤层气富集特征及开发潜力等尚不明确。基于研究区近期实施的地震资料、300余口井的测井资料和4口取心井的参数资料等,系统分析煤储层基础地质特征,总结煤层气富集主控因素与富集规律,类比剖析研究区深部煤层气勘探开发潜力。研究区深8号煤的镜质体反射率介于0.7%~1.8%,大部分区域煤层演化已处于热解生气高峰,区域上煤层净煤厚度高达7~8 m,煤层发育稳定,构造相对简单、水动力封闭性较强、顶底板封盖条件较好,为煤层气大面积连续成藏提供了优越条件,其中佳县南区的煤层气资源条件最好。与鄂尔多斯盆地东部其他区块深部煤层相比,研究区煤层中游离气占比明显更高(15.21%~46.47%),煤层中吸附气主要受吸附压力封存控制,而游离气受毛管力封闭与浮力重力分异双重控制,两种封存机制共同决定了深部煤层含气量的垂向分带与平面分区,以佳县南部为例总结了吸附气吸附压力主控、游离气毛管压力封闭与重力分异耦合控制的典型深部煤层气富集模式。与临兴区块和大宁–吉县区块类比分析结果表明,神木–佳县区块具有较好的煤层气资源基础、储层改造条件和高产潜力,预示了此区块深部煤层气规模化开发的美好前景。此外,大宁–吉县区块深部属典型的高煤阶煤,而神木–佳县深部为中煤阶煤,因此,该研究认识进一步丰富完善了深部煤层气富集理论,对于全国深部煤层气勘探开发实践有重要指示意义。

不同变质程度煤中镜质组的元素分布特征:基于Raman和原位微区XRF分析

为明确煤中元素与有机质之间的关系,本文选择山西太原西山煤田6个矿区石炭系—二叠系太原组8号煤层煤样(镜质体最大反射率为1.26%~2.03%)为研究对象,挑选其中的镜煤条带,利用激光共聚焦拉曼光谱仪(Raman)选出镜质组,结合微区X射线荧光光谱仪(μ-XRF)对镜质组中元素含量和分布特征进行分析,试图探讨不同变质程度煤中镜质组的拉曼光谱和元素的耦合关系。研究发现,镜质组中仍然存在着大量的纳米级矿物,在实验操作过程中即使Raman光谱的结果限定了有机组分,但是由于束斑大小的差异,μ-XRF测试时不可避免的受到了煤中纳米级矿物的影响;Al、Si、K、Ti、V、Fe、Co、Ca主要赋存于镜质组中的纳米级矿物中,Ni、Zn、Ga、Ge、Br、S则主要以有机结合态的形式存在。

鄂尔多斯盆地中东部地区石炭系本溪组煤岩气储层特征

近年来,鄂尔多斯盆地多口风险探井在石炭系本溪组煤岩中获得工业气流,展示出该盆地煤岩气良好的勘探前景,但关于该盆地煤岩气储层特征的研究较少,煤岩气储层分布规律认识不清,制约了下一步勘探部署。为此,以本溪组8号煤为例,综合岩心、扫描电镜及物性等分析化验资料,对盆地深层煤岩的宏观煤岩类型、显微组分、煤质特征、孔-裂隙发育特征、物性特征和甲烷吸附能力等储层特征开展了系统研究,建立煤岩气储层评价标准,并预测了煤岩气的有利分布区。研究结果表明:①8号煤以原生结构的光亮煤、半亮煤为主,显微组分中镜质组含量高,灰分平均值为17.77%,镜质体最大反射率为1.08%~2.23%,以肥煤-贫煤为主。②8号煤储集类型以胞腔孔、气孔和裂隙为主,其中裂隙包括宏观割理和微裂隙;孔裂隙体积分布以“U”字形结构为主,微孔贡献最大,其次为微裂隙;比表面积分布呈“L”字形,呈现出微孔单峰。③8号煤氦气法孔隙度平均值为6.25%,渗透率平均值为4.21 mD,煤岩在地层状态下具有良好的渗透性。④8号煤空气干燥基兰氏体积为7.79~26.08 m^(3)/t,平均值为18.60 m^(3)/t,兰氏压力为2.03~4.17 MPa,平均值为3.12 MPa,煤岩吸附能力与灰分含量呈负相关性,与成熟度呈正相关性。结论认为,鄂尔多斯盆地本溪组8号煤发育2类有利区,其中横山-米脂-绥德一带为Ⅰ类有利区,面积约11200 km^(2);乌审旗西和榆林北为Ⅱ类有利区,面积约13300 km^(2),2类有利区资源量超过4.5×10^(12) m^(3),可形成煤岩气规模增储上产的现实领域。