准东煤田五彩湾矿区八道湾组A_(2)煤层煤岩煤质特征及清洁利用方向

准东煤田蕴含着丰富的煤炭资源,是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分。以准东煤田早侏罗世八道湾组A_(2)煤层为研究对象,通过对煤岩、煤质以及煤中有害元素进行系统分析,在此基础上,结合煤炭洁净等级划分和煤炭直接液化的评价指标体系,综合分析了五彩湾矿区A_(2)煤层的洁净潜势和清洁利用方式。五彩湾矿区A_(2)煤层中硫分、氟元素和砷元素含量均小于洁净等级I级的含量限值,而灰分和氯元素含量在洁净等级Ⅱ级的含量范围之内,划分结果表明,五彩湾矿区A_(2)煤层原煤和浮煤的洁净等级均为Ⅱ级,属于较洁净煤。A_(2)煤层的煤类以褐煤为主,显微组分中惰质组含量最低,具有特低-低灰分、高-特高挥发分和高氢碳原子比的特征,原煤符合直接液化用煤的指标要求,适合作为Ⅱ级直接液化用煤,浮选后,灰分产率明显下降,浮煤达到I级直接液化用煤的标准。研究结果表明,浮煤直接液化利用可作为准东煤田五彩湾矿区煤炭资源清洁高效利用的重要途径之一。

准噶尔盆地陆东-五彩湾地区石炭系火山岩地球化学特征及其构造背景

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系火山岩位于上石炭统巴塔玛依内山组地层中,主要为玄武岩、玄武质安山岩和安山岩,基本属于钙碱性系列。火山岩的Mg~#介于38～57之间,全碱含量较高(K_2O+Na_2O为4.75%～6.16%),TiO_2的含量(0.96%～2.04%)和Na_2O/K_2O比值(均大于2)较高,轻稀土元素(LREE)相对重稀土元素(HREE)富集((La/Yb)_N=2.4～4.7),同时显示有轻微的重稀土分馏((Gd/Yb)_N=1.5～1.8),无明显的Ce异常,大部分样品具有轻微的Eu负异常(δEu= 0.89～1.05),大离子亲石元素(LILE)相对高场强元素(HFSE)富集,Nb、Ta相对于LREE和LILE明显亏损,La/Nb比值为2.0～2.8,Th/La比值(≈0.1)较低,Zr/Y比值(3.95～7.03)较高。火山岩(^(87)Sr/^(86)Sr);=0.70278～0.70365,ε_(Nd)(t)=+5.69～+8.24,t_(DM)为0.47～0.67Ga。这些特征连同相关判别图解一起表明,这套火山岩不是形成于典型的板内或岛弧环境,而是形成于后碰撞期伸展背景下,是软流圈物质上涌发生部分熔融、产生的岩浆在上升和侵位的过程中受到了晚石炭世之前弧组分混染的产物。其所携带的弧岩浆特征继承自混染的碰撞前的弧组分。

准噶尔盆地陆东-五彩湾地区石炭系中、基性火山岩地球化学及其形成环境

准噶尔盆地是发育在前寒武纪结晶基底与古生代褶皱基底双重基底之上的中、新生代沉积盆地。盆地东北缘陆东—五彩湾地区发育大量的石炭系中、基性火山岩,主要由玄武岩、熔结玄武岩、气孔-杏仁玄武岩与辉绿岩组成。其中、基性火山岩具有低钾高钛、高∑REE的特征,球粒陨石标准化的REE配分曲线表现轻稀土富集,轻、重稀土分异的谱线特征,微量元素具有大离子亲石元素富集,Ta、Nb亏损的现象,可能与板内拉张环境下地壳混染或地幔源区有富Ta、Nb的残留体有关,微量元素环境判别图解中大部分样品点落入板内玄武岩区域,少量漂向岛弧火山岩区,表现出主体为板内构造环境;高场强元素Th/Nb、Nb/Zr比值进一步表现出火山岩具有板内火山岩的特征。综合区域地质特征及前人的研究结果,认为准噶尔盆地陆东—五彩湾地区中、基性火山岩应属造山期后伸展背景下的火山作用产物,但岩浆源区可能受到古洋壳板片俯冲作用的影响。

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系烃源岩

陆东—五彩湾地区天然气具有典型的源控成藏特征,将露头资料、钻井资料和地震资料相结合,对陆东—五彩湾地区石炭系烃源岩的丰度、类型、成熟度特征进行了系统研究和评价。研究区石炭系烃源岩以深灰色泥岩和灰色泥岩为主,其次为凝灰岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩和煤;上石炭统巴塔玛依内山组(C2b)烃源岩丰度高于下石炭统滴水泉组(C1d),下石炭统烃源岩的类型好于上石炭统;石炭系烃源岩成熟度高值区分布在滴南凸起西段—五彩湾凹陷一带,向南、北方向石炭系烃源岩的成熟度降低;石炭系烃源岩与火山岩的分布具有互补性,烃源岩呈东西向带状分布,烃源岩最发育区位于滴南凸起西段及其南部。

五彩湾煤中钠在热解过程中的形态变迁

采用不同萃取液进行了新疆准东五彩湾高钠煤萃取实验，并利用微波消解仪和电感耦合等离子体原子发射光谱仪，分析了原煤和不同萃取过程下制得的煤样中的钠元素，确定了五彩湾煤中钠的存在形式。在氮气氛围下进行了原煤及不同萃取过程下煤样的热解实验，分析了热解半焦中钠的存在形式并确定煤中不同存在形式钠在热解过程中的演变规律。结果表明，五彩湾煤中钠主要为水溶钠，有机钠主要以羧酸盐形式存在。450～650℃时，实验煤样热解过程中部分水溶钠和盐酸溶钠会转化为醋酸铵溶钠。在热解过程中，实验煤样中水溶钠和醋酸铵溶钠的析出主要集中于650～850℃，l050℃时则有部分盐酸溶钠析出，此时，在实验条件下钠的挥发达到最大值。煤样半焦中的钠主要以不可溶钠形式存在。

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系火山岩电性与地震响应特征

勘探实践证实,准噶尔盆地石炭系已成为一套现实勘探层系;陆东一五彩湾地区石炭系火山岩体规模大、分布广,是重要的天然气储集体;火山岩储层有效性主要受不整合、岩性、岩相控制,识别火山结构、火山岩岩性、岩相成为判别储层有效性的关键.由于主要目的层巴塔玛依内山组特殊的三段式火山岩组合层序结构,为通过测井、地震物探手段识别火山岩岩性、岩相创造了条件.基性熔岩具高密度、高电阻率、高自然伽玛电性特征,中基性熔岩具高电阻率、高密度、低自然伽玛电性特征,中酸性熔岩具中电阻率、中等密度、较高自然伽玛电性特征,火山角砾岩相具低电阻率、中低密度、高自然伽玛电性特征,凝灰岩具低电阻率、低密度、高自然伽玛电性特征.上、下火山岩段表现为不连续的丘状反射或杂乱反射;中部沉积岩段表现为较强振幅、较连续的平行与亚平行结构反射;依据波组反射结构特征,能够识别出层状火山、锥状火山、浅成侵入体三类火山岩结构.火山岩储层均属风化壳型储层;储层有效性受岩性与岩相控制.近口亚相带主要发育于滴南凸起带、滴北凸起带、石西石南凸起带、五彩湾凹陷南北缘、白家海北缘;远火山口亚相多发育于火山后亚相的东西两侧;溢流相带主要沿主断裂由南向北展布.近源的构造、岩性、岩相匹配的风化壳储层发育区,最有利于成藏;形成构造背景下的地层一岩性型原生火山岩天然气藏.

陆东-五彩湾地区石炭系火山岩气藏勘探进展

为进一步加大对准噶尔盆地石炭系火山岩这一新型储层的研究力度,依据前人的认识和勘探成果,通过对该盆地陆东—五彩湾地区火山岩岩性特征、生烃潜力、储盖组合的深入研究,结合多种资料的分析结果,建立了该区的岩性岩相识别模式,划分了有利火山岩分布范围,开展了整体研究,并优选目标实施钻探获得了成功。以滴南凸起为主攻目标,其中,滴西14井是整体解剖滴南凸起后优选钻探的第一口预探井。该井射开石炭系压裂后,获日产天然气16×104m3的高产工业气流,发现了滴西14井石炭系火山岩天然气藏。该气藏属基岩块状气藏,依据岩相识别模式圈定含气面积37km2,预测天然气地质储量642×108m3。

滴西—五彩湾地区石炭系火山岩岩相特征研究

准噶尔盆地滴西—五彩湾地区石炭系火山岩岩相复杂,其分布规律的研究难度较大。在岩芯观察、薄片鉴定、录井、测井资料及扫描电镜分析的基础上,建立了准噶尔盆地滴西—五彩湾地区石炭系火山岩识别图版并对主要火山岩储层的测井响应特征进行了研究;在对滴西地区5口典型探井的单井相详细分析基础上,研究了该区剖面火山岩岩性及岩相分布特征。在此基础上,查明了滴西—五彩湾地区石炭系火山岩岩相特征及其分布规律:研究区北部主要发育凝灰岩及砂泥岩,期间夹有条带状中性火山岩、基性火山岩及少量火山角砾岩;中部主要发育凝灰岩、中性火山岩、凝灰质砂泥岩,夹有团块状酸性侵入岩、酸性火山岩、火山角砾岩;南部主要发育砂泥岩、凝灰岩,夹有条带状凝灰质砂泥岩、基性火山岩、团块状中性火山岩及少量火山角砾岩。由于不同的火山岩岩相具有不同的储集性能,这种平面分布特征的研究对油气勘探具有积极的意义。

准噶尔盆地陆东-五彩湾地区石炭系源岩演化及成藏时序

陆东-五彩湾地区石炭系源岩呈带状分布，源岩最发育区位于滴南凸起西段及其南部。不同地区石炭系源岩成熟度差异较大，成熟度中心沿滴南凸起西段-五彩湾凹陷北西向展布，向南、向北成熟度降低。通过源岩热演化史及包裹体温度，综合分析了该区的油气成藏过程。不同区块表现出明显的成藏时序性，第一期成藏时间由早到晚的顺序依次是五彩湾-滴南西段-滴南东段-滴北地区。源岩分布、演化及成藏时序控制了该区的油气分布。

高惰质组分五彩湾煤直接液化性能研究

以新疆五彩湾煤为研究对象,进行了煤质和热解分析,考察了溶煤比、反应时间、氢初压和反应温度对其加氢液化效果的影响.结果表明,尽管五彩湾煤惰质组含量高达81.5%,镜质组最大反射率达到0.73%,挥发分低于37%,H/C仅为0.59,但在氢初压仅为6.0MPa,溶煤比1.75和反应时间60min条件下,其最佳液化温度为450℃,油产率和转化率分别达到55.20%和76.76%,仍然具有良好的液化性能.

掺烧废弃硅粉对准东煤钠迁徙及灰熔融影响的实验研究

将废弃硅粉与准东五彩湾煤掺混燃烧,研究其对准东五彩湾煤钠迁徙及灰熔融特性的影响。实验结果表明:准东煤掺混硅粉后,灰样中的钠显著增加,固钠率随硅粉掺混比例的增加而增加;灰样的灰熔融特征温度随硅粉掺混比例的增加,呈现先降低后升高的趋势,XRD及XRF分析表明,掺混硅粉会导致准东煤灰内的CaSO4提前发生分解,分解产生的CaO容易形成低温共融的钙铁辉石,是导致准东五彩湾煤灰样熔融温度降低的主要原因,但掺混比例达到9%时,方石英成为灰样内主要成分,能够起到"骨架"作用而导致灰样熔融温度升高。

彩25井区石炭系火成岩气藏形成条件

准噶尔盆地五彩湾凹陷石炭系火成岩气藏自彩25井在其中获得工业气流后,随后有多口评价井落空,所以研究该区油气分布的控制因素便成了急迫的问题。针对火成岩油气藏形成的特殊性,从储层的形成特点、气藏形成的运移条件和发现井的构造背景等角度分析了该气藏形成的控制因素。结果表明:彩25井区火成岩气藏储层多位于石炭系火成岩顶部不整合面以下,岩性主要为凝灰岩、火山角砾岩、凝灰熔岩和蚀变安山岩,其中发育裂缝及各种溶孔等次生孔隙;火成岩下伏的石炭系暗色泥岩和碳质泥岩等气源岩所形成的油气,通过断层向上运移到火成岩顶部,然后通过不整合面下的渗透层横向运移并聚集到局部构造的高部位,形成高构造背景下的岩性油气藏;断裂通道、构造高背景以及火成岩的孔渗性是控制气藏形成的重要因素。

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区火山岩中天然气富集的主控因素

近年来准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系火山岩中发现了丰富的天然气资源,包括克拉美丽和五彩湾两个气田,因此石炭系成为北疆油气勘探的主要目的层之一,陆东—五彩湾地区天然气主要位于石炭系顶部的火山岩风化壳内,主要为煤成气,来自石炭系腐殖型烃源岩。本文在对陆东—五彩湾地区典型气藏剖面进行分析的基础上,探讨了石炭系火山岩中天然气富集的主控因素。结果表明,邻近烃源岩和生烃凹陷有利于形成气藏;风化淋滤和构造作用的改造是火山岩物性得到改善而发育有效储集空间的关键因素;断裂和不整合构成了油气垂向和侧向运移的有利通道;海西期以来的各个构造期,陆东—五彩湾地区石炭系圈闭和油气藏受到了不同程度的影响,其中火山岩气藏良好的生储盖配置定型于海西期,而燕山中期则是该区天然气成藏的关键时期。

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区晚石炭世原型盆地分析

笔者从原型盆地分析出发,根据物源区特征与盆地类型的关系以及地层结构特征,对陆东—五彩湾地区晚石炭世盆地的发育背景、展布范围进行了系统论证。研究表明,陆东—五彩湾地区晚石炭世是在碰撞造山后拉伸形成的裂谷盆地群,盆内沉积的碎屑岩来源于早石炭世晚期残留洋闭合产生的岛弧以及多旋回造山带,具有石英含量低,火山碎屑含量高的特征;从盆地边界形态来看,晚石炭世原型盆地与现今残留盆地的格局基本相似,构造碰撞带附近地层剥蚀严重甚至缺失,盆地沉积中心区域的地层保存相对完整。同时,在针对陆东—五彩湾地区1 000余条二维地震测线精细解释的基础上,综合岩心统计、地震相以及反演等信息,认为研究区在晚石炭世发育两种类型断陷,其中,五彩湾、东道海子地区发育单断断陷,三南—滴水泉地区发育双断断陷,两种断陷均有大量的火山岩充填,火山岩的发育及展布主要受到缓坡区一系列断裂的控制。

溶胀对五彩湾煤低压直接液化性能的影响

以高惰质组含量的五彩湾煤为研究对象,采用THF、Pyri.和NMP/CS2三种溶剂,分别进行自然和微波溶胀,对溶胀前、后的煤样进行电镜、热重和红外分析,并考察其低压直接液化效果。研究结果表明:溶胀使煤样结构疏松,最大溶胀度达到1.87;煤分子结构中弱的非共价键有明显断裂现象,低温失重量和失重速率明显增大,液化性能明显改善。在氢初压仅6.0 MPa、溶煤比1.75∶1、反应温度450℃和反应时间60 min条件下,原煤的气产率、油+水产率和转化率分别为9.7%、55%和77%,自然溶胀煤为3.4%、70%和82%,微波溶胀煤为3.6%、74%和85%。自然溶胀需6h,而微波溶胀在700 W下仅需15 min。

准东煤田五彩湾矿区西山窑组巨厚煤层煤相研究

新疆准东煤田五彩湾矿区西山窑组煤层厚度稳定,分布广泛,煤质优良。笔者从成因角度运用煤田地质学、煤岩学、煤地球化学及沉积学等,进一步探讨西山窑组巨厚煤层煤岩组分特征、煤相类型。结果表明,煤层微观煤岩以镜质组为主,惰性组次之,含少量壳质组。相学分析表明,该区聚煤沼泽类型以湿地森林沼泽相为主,干燥森林沼泽相次之。少数样品指示成煤过程中短时期、周期性深覆水或开阔水域沼泽相存在。煤相分析显示,成煤环境具网状河三角洲沼泽相沉积特征。煤岩和煤相分析为聚煤环境分析、煤质评价和预测、煤的可选性评价等提供科学依据。

新疆准东煤田五彩湾露天矿区植被受损分析

通过评估和分析露天煤矿开采区内植被受损状况,可以为露天煤矿开采区环境监测与评估,以及矿区环境恢复和治理提供信息支撑,促进矿区经济和环境协调发展具有重要意义。选择新疆准东煤田五彩湾露天矿区为研究对象,利用2006—2011年的Landsat TM遥感图像提取研究区植被覆盖度,统计不同年份不同等级植被覆盖面积,分析不同等级植被覆盖面积随时间的变化规律,以及变化速度和变化幅度。结果表明:2006—2011年,低等级指标即Ⅰ级植被的覆盖面积逐年增加,Ⅱ级和Ⅲ级植被覆盖面积逐年减少,高等级植被即Ⅳ级植覆盖面积较小且变化幅度不大,表明研究区域内植被整体状况逐渐恶化;距煤矿开采区越近,对植被的影响越大,植被覆盖面积变化速度越快,植被受损的程度也越严重。

基于体控建模的内幕型火山岩气藏有效储层预测——以准噶尔盆地五彩湾凹陷火山岩气藏为例

准噶尔盆地五彩湾凹陷彩25井区石炭系火山岩气藏受火山喷发方式及后期构造抬升反转作用的共同影响,表现出多期间歇性喷发、各期次岩体相互叠置、充填类型多样、岩性岩相复杂的特点,加之气藏井控程度低,无法用常规的层状格架构建地层模型。为此,通过对录井、岩心、测井、地震资料的综合分析,充分考虑火山喷发的旋回性和多期性差异,划分出3期火山旋回期次,并以各旋回的地层格架作为约束条件,划分火山岩体顶、底界,搞清楚各岩体在空间上的相互叠置关系,针对不同的期次特征选用内插或外推算法,构建了体控约束下的地质模型;结合3期次不同火山岩性的测井敏感参数分析结果,利用地质统计学方法分析不同火山岩性储层的特征参数;在体控反演过程中,对各期次不同岩性建立了不同的变差函数模型,得到高分辨率的火山岩性预测数据体及有效储层分布数据体。结论认为,所得到的预测结果与多期火山喷发的地质模式相符,和实际钻遇的火山岩岩性吻合度超过92%,表明利用体控反演方法来识别多旋回复杂火山岩气藏的有效储层是可行的。

五彩湾煤半焦水热脱钠提质及其燃烧特性的演变

利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分析新疆五彩湾原煤及其热解提质半焦中钠的赋存形式,考察了水热脱钠前后半焦的钠含量,采用热重分析仪和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法建立五彩湾煤焦燃烧反应动力学模型,获得半焦燃烧动力学参数并分析脱钠对半焦燃烧特性的影响。结果表明:五彩湾原煤及其半焦中钠的赋存形式以水溶性钠为主,半焦总脱钠率高于原煤,水溶性钠的存在不利于半焦燃烧。600℃热解半焦的水热脱钠率高达82.59%,在所有实验焦样中,经水热脱钠后的半焦燃烧特性指数最高,燃烧活性最好。

准噶尔盆地五彩湾地区砂岩型铀矿地震勘探技术

了解准噶尔盆地五彩湾地区地层、褶皱、断裂、砂体等砂岩铀成矿环境,对于该区铀资源的预测评价具有重要意义。针对该区以往方法构造探测和砂体解释精度较低等不足,利用二维地震勘探技术开展铀成矿环境探测试验研究。在以往技术方法的基础上,通过试验研究改进了相关技术,建立了适用于准噶尔盆地五彩湾地区的基于可控震源的砂岩型铀矿地震数据采集方法、针对性强的地震数据处理技术流程、基于线性拟合声波重构技术的地震反演砂体识别方法;据此基本查明了该区"沙丘河背斜、芦草沟向斜、火烧山背斜、西大沟向斜、帐篷沟背斜"的褶皱形态、火烧山背斜两翼存在控矿断裂分布以及目标层砂体发育特征等,并预测了1片成矿有利区。表明利用建立和改进的准噶尔盆地砂岩型铀矿地震勘探技术可较好地解决该区铀成矿环境探测问题。