青海祁连山冻土区木里煤田天然气水合物气源分析

综合应用有机地球化学方法和有机岩石学方法,开展青海省祁连山冻土区木里煤田煤层瓦斯气样与天然气水合物实物样品气体实测数据的对比分析,揭示了二者的可比性和相似性。结合烃源岩评价和地质条件分析,探讨了木里煤田天然气水合物烃类气体来源,认为本区产出的天然气水合物属于偏煤型气的混合气成因,侏罗纪煤系煤层、炭质泥岩和油页岩是主要的烃源岩,石炭系暗色泥灰岩、下二叠统暗色灰岩、上三叠统暗色泥岩等为次要烃源岩。青藏高原多年冻土带找矿方向应集中于中等变质阶段(凝析气-湿气带)的煤系分布区,木里煤田西段、青海南部乌丽含煤带、西藏北部土门含煤带等地区是优选靶区。

木里煤田侏罗系煤系非常规气共存规律研究

为探索木里煤田煤系气赋存特征,通过含气性、烃源岩有机地化以及储集层物性特征的分析测试,认为煤系气含气量变化较大,以木里组上段含气量最高;总有机碳含量和生烃潜率评价均显示此组煤系烃源岩为优质烃源岩,其中煤为Ⅲ型干酪根,而油页岩、泥岩为Ⅱ2型干酪根,Ro分布在0.74%~1.85%,处于成熟-高成熟度的有利生气阶段;煤储层孔隙度为2.7%~13.7%,渗透率为(0.03~10.6)×10-3μm^2,而页岩及致密砂岩储层孔隙度普遍不高于4.5%,渗透率普遍低于0.1×10^(-3)μm^2。结合典型钻孔分析建立了木里煤田内的3种煤系非常规气共存组合模式。在总结了木里煤田的煤系非常规气的成藏特征基础上,综合分析认为中侏罗统木里组上段以及江仓组是煤系非常规气勘探的重点层段,并进一步提出了勘探开发建议。

青海省木里煤田煤系页岩气生烃条件分析

结合大地构造背景和沉积相分析，基于钻孔资料进行暗色泥页岩及粉砂岩等的厚度统计，研究了青海省木里煤田聚乎更矿区泥页岩的空间展布特征。并通过木里煤田煤（岩）样热解实验、镜质体反射率实验，从有机质丰度、类型、成熟度等一系列地化特征方面，分析木里煤田生成页岩气的烃源岩的生烃能力。结果表明：木里煤田含煤岩系纯泥岩厚度百分比大于10％，细碎屑岩在地层中的百分比为31．98％～53．69％；该区泥页岩的有机质丰度为0．520％～86．060％，有机质成熟度0．740％～1．851％，有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型干酪根。该研究对评价页岩气资源和促进木里煤田资源综合开发具有重要意义。

青海木里煤田构造格局与煤盆地构造演化

木里煤田属中祁连断隆带的一部分,煤田的构造格局总体呈NWW向展布的拗褶带。由于受近SN向地应力的作用,区内断层以NW、NWW向为主,受其影响,煤田在南北方向上呈带状、东西方向上呈段状展布,各煤矿点在平面上呈现出NWW向的带状分布。木里煤田盆地构造演化与整个祁连地区构造事件变化紧密相关,从燕山晚期的挤压抬升变形开始,经历了古近纪早喜山运动,挤压变形加剧,以及新近纪以来的晚喜山构造运动,最终形成了现今木里煤田南北分带、东西分段的区域构造格局。

青海木里煤田构造分带性特点及赋煤规律

运用煤田构造及构造控煤分析方法,在系统分析木里煤田构造格局的基础上,提出该区煤田构造具有分带分段的特征,自南向北划分为南、中、北三个构造带,自西向东分为西、中、东三个段,并分别讨论了它们的煤系赋存与地质构造之间的关系。研究认为:木里煤田为一对冲型盆地,在大通山和托莱山的山前地带,逆冲断裂发育强烈,煤层被抬升,埋藏变浅,利于开采,但破坏较为严重;在中部地带,由于受地应力影响较小,含煤向斜保存较为完整,但煤层埋藏较深。

木里煤田天然气水合物CO_2排放强度分析

天然气水合物的开采方式与常规化石能源开采方式不同,通常需要从外界注入能量引起水合物原位分解。由于自然界中天然气水合物赋存条件的差异导致原位分解时所需的热量不同,造成一些条件下获取天然气水合物单位有效能量时由天然气水合物排放出的CO2量会高于石油或煤,而过量的CO2排放到大气中会对环境带来十分不利的影响。本文以青海木里煤田聚乎更矿区DK-1钻孔为研究对象,通过适当模型简化,并结合测井获取的相关数据,分别针对天然气水合物133.5～135.5m和142.9～147.7m两个产出层段进行开采能耗的热力学分析与计算。结果表明：两个层段天然气水合物CO2排放强度分别为79.51t/TJ、78.20t/TJ,均大于石油的排放强度,说明这两个层段天然气水合物在热能利用过程中并不具备环保优势。

天然气水合物的形成条件及成因分析

从天然气水合物的晶体结构模型出发,说明了其组成成分及结构特征。通过对温度—压力平衡条件的差异性分析,揭示了天然气水合物形成的基本条件,对其赋存类型及成因进行了分类,对我国及全球天然气水合物分布情况进行了说明,并以青海木里煤田为例,对天然气水合物的形成条件和成因进行了详细的论述,认为:变质作用及煤化作用使煤田内丰富的煤炭资源不断产生煤层气,当煤层气沿断层破碎带及裂隙运移至含水岩层或含水裂隙时,在温度和压力的作用下遇水形成天然气水合物。强调在开发利用天然气水合物时,必须考虑水资源的保护和综合利用。

测井技术在青海木里煤田哆嗦公马勘探区勘查工作中的应用

通过对聚乎更矿区哆嗦公马勘探区测井资料的分析,认为本区地球物理特征的物性反映特征清楚,岩煤层之间主要物理性质差异明显,煤层在各种测井参数曲线上均有良好的响应,煤系地层沉积比较稳定、旋回结构清晰、物性反映良好,有利于测井资料的解释、分析和对比。

祁连山南麓露天采坑生态环境修复技术研究

祁连山是我国西北重要的生态屏障,以往露天煤矿的破坏性开采导致生态环境问题突出。为系统修复祁连山南麓露天煤矿开采引发的生态环境问题,选取木里煤田聚乎更矿区为研究区。通过无人机遥感解译、现场调查、工程地质测绘等技术手段,从水文地质、工程地质、环境地质角度提出研究区生态环境问题主要为地貌生态景观及地表草甸冻土破坏、采坑及渣山边坡失稳和采坑积水等;提出矿山生态修复治理应综合考虑工程地质、环境地质、水文地质理论知识结合生态学知识,即整治矿区内边坡失稳的同时考虑地表及地下水的联通与保护,对矿山植被修复采取以自然恢复为主,人为干预为辅的原则。考虑到不同露天矿井的差异性,提出应针对不同矿坑采用“四工程一保障”开展生态修复工作。“四工程”即“采坑整治、边坡与渣山治理、水系修复、植被复绿”四项工程措施;“一保障”指矿区生态环境监测信息系统。

木里煤田西部聚煤期层序古地理特征与聚煤作用

为了深入认识木里煤田煤系沉积环境及聚煤规律,在已有研究成果的基础上通过野外踏勘及钻井等资料分析,对木里煤田西部地区聚煤期早–中侏罗世含煤岩系进行了层序古地理特征及聚煤作用分析。结果表明:木里煤田西部地区中—下侏罗统可划分为4个3级层序;中侏罗世早–中期(即层序2—层序3沉积期)是整个木里煤田西部的主要聚煤期,沉积相多以辫状河三角洲平原、三角洲前缘和浅湖相为主,物源主要来自于NE向;其中以中侏罗世早期的聚煤环境最好,形成了聚乎更聚煤中心;中侏罗世中期成煤环境相对变差,煤层厚度变薄层数增多,聚煤中心西移至雪霍立、哆嗦公玛。沉积相及古地理特征对聚煤作用具有显著的影响和控制,这一认识对木里煤田西部煤及煤系矿产勘查开发具有重要指导意义。

木里煤田沉降史与控煤构造特征研究

木里煤田位于中祁连断隆带,是祁连山含煤区的主体,盆地构造演化与中生代以来整个祁连地区构造事件紧密相关。依据区域地质调查成果、煤田地质勘查报告以及钻孔等资料,采用回剥技术分析了研究区中生代以来的沉降史及构造演化特征。沉降史模拟结果表明:侏罗纪缓慢沉降,至早白垩世快速大幅沉降,燕山运动导致晚白垩世整体隆升,转为抬升剥蚀阶段;古近纪以来,受青藏高原隆升的影响而快速隆升剥蚀,随后新近纪以来又快速沉降;构造运动形成的差异性升降是沉降-隆升及煤系遭受改造的主要原因。研究区控煤构造及煤系赋存特征表现为,煤系形成之后受断裂控制呈不对称向斜或单斜状,分布于逆冲断裂下盘;向斜核部及较缓翼地层受构造破坏较小,煤系赋存稳定,为有利的赋煤区。

青海木里煤田永久冻土地层钻探技术研究

木里煤田属高寒缺氧地区,冻土(岩)层在钻进中遇热融解、融化,从而使孔内出现大范围的坍塌,造成卡钻、埋钻事故频发,给钻探施工及岩煤心采取带来很大的困难。从钻孔结构设计、钻具选择、低温冲洗液配置等方面进行深入研究,总结出来了一套适用于木里煤田永久冻土地层的钻探技术。应用表明,该项技术将钻月效率从2004年的224m,提高到2006年的424.5m,效果显著。

测井方法在青海木里煤田冻土研究中的应用

研究表明冻土的电阻率为非冻土的3倍,常规测井参数可用于冻土层的综合解释,而井温曲线的"U"字型与"L"字型不但可以划分不同性质的冻土层,而且能够准确的解释其冻土厚度。通过分析聚乎更、江仓、热水三个矿区的30个测温孔,发现其井田北部和南部区域,多年冻土层均有增厚的趋势,底界从北到南逐渐加深。对江仓矿区的长期观测及矿井开拓,验证了多年冻土层的总体变化范围与所获测井成果基本一致。根据对木里煤田冻土的研究,发现测井解释的多年冻土层厚度一般小于其真厚度,而季节性冻土层的解释厚度要大于其真实厚度。

利用测井资料分析木里煤田冻土(岩)分布特征

利用木里煤田聚乎更矿区四井田、哆嗦公马和雪霍立三个矿区53个孔的测井资料对该煤田季节冻土(岩)、多年冻土(岩)厚度、底(顶)界深度及分布特征进行研究,确定了季节冻土(岩)、多年冻土(岩)在井温曲线上的2种形态:"U"型及"L"型,并对其影响测井解释精度的因素进行了分析。根据简易井孔测温解释成果,绘制了3个区的多年冻土(岩)层等厚度三维图,总面积达72.54k㎡。三个研究区多年冻土(岩)厚度三维示意图显示,多年冻土(岩)在这3个井田内均有分布,在空间上呈连续似层状分布,但厚度变化较大。

青海省木里煤田预测区圈定及资源潜力评价

木里煤田是祁连山赋煤带的主要煤炭资源聚集区,其资源储量占全省总探明资源储量的70%以上。本次研究是通过综合运用地质构造、物探成果、聚煤规律及生产勘探成果资料,在木里煤田聚乎更、弧山、外力哈达、热水及默勒地区共圈定了40个煤炭资源有利聚集区。预测区面积达600.85km2,合计预测资源量1 054 561万t,其中,优(A)等资源量70 891万t,主要分布在聚乎更-哆嗦公马矿区的东西延伸部位,良(B)等资源量420 016万t,主要分布在已知矿区的外围和深部,差(C)等资源量563 655万t,主要分布在预测依据不太充分的区域。通过对木里煤田煤炭资源潜力的深入研究,对煤田煤炭资源的开发利用前景作出初步了评估,为煤炭资源勘查近期及中长期部署提供了依据,同时对全省煤炭资源潜力评价具有重要的指导意义。

青海省木里煤田弧山矿区东部找煤预测

通过对区内褶皱特征、控煤断层及沉积环境的分析研究,预测在木里煤田弧山矿区东部仍有煤系地层赋存。预测区内构造为一宽缓向斜,与弧山向斜共同构成隔档式(梳状)褶皱。含煤地层为中下侏罗统江仓组,成煤环境属中生代断陷盆地内河湖、沼泽相沉积。F2为弧山矿区南部边界断层,在前期控制了煤系地层的沉积,后期又控制了煤系地层的埋深和保存,预测区所处位置其煤系地层埋藏较浅,较有利于煤层的开发和利用。

逆冲推覆构造理论在木里煤田煤炭勘查中的应用

逆冲断层是以挤压性应力为主的构造复杂区常见的构造类型,含煤地层受逆冲断层影响,常隐伏在老地层之下,逆冲推覆构造的组合型式、分布规律和几何形态研究成果,能够在煤炭资源勘查中发挥较好的指导作用。青海省中祁连地区木里煤田是我国西北重要的焦煤生产基地,其构造应力场演化大致可分为3个阶段,其中第Ⅲ阶段NNE—SSW向的挤压对该地区控煤构造起到主要作用,形成了一系列NNW—SSE向展布的含煤向斜褶皱,同时形成了大量逆冲推覆构造。以木里煤田的聚乎更矿区和江仓矿区为研究对象,应用推覆构造下找煤理论,经过钻探验证,在逆冲推覆断层的下盘发现了侏罗系含煤地层及煤层,证实了逆冲推覆找煤理论对寻找新的煤炭资源具有重要指导意义。

地面物探在木里煤田煤炭勘查中的应用

为了探索木里煤田隐伏区找煤有效的物探方法组合,本文在研究区域含煤地层构造格架和分布规律的基础上,采用可控源音频大地电磁测深测量进行反演推断,结合重力异常对比分析,初步划分含煤地层分布的有利地段,从而为进一步钻探验证提供依据。

青海木里煤田天然气水合物稳定带研究

天然气水合物稳定带是天然气水合物成藏的必要条件,气体组分、地温梯度、多年冻土层厚度是影响稳定带的主要因素.本文以青海木里煤田钻探得到的天然气水合物实物样品的气体组分为依据,利用Sloan的天然气水合物相平衡程序(CSMHYD),计算得到该区天然气水合物温压相平衡曲线;通过对煤田钻孔简易测温数据的处理,获得冻土层厚度和冻土层下地温梯度等重要数据.基于上述基础数据,提出利用计算机编程模拟计算单孔天然气水合物稳定带参数的方法,根据单孔数据首次编制获得木里煤田天然气水合物稳定带底界埋深等值线图.研究结果表明:木里煤田85个钻孔的天然气水合物稳定带厚度均值达1 000m,显示本区具有天然气水合物赋存的广阔空间;稳定带底界埋深等值线展示了水合物温压平衡区间的平面分布特征,底界埋深超过1 500m的聚乎更矿区南部、哆嗦公马矿区中部和雪霍立矿区东部,是天然气水合物赋存的有利区域.