云南老厂雨汪煤层气区块气水成因及产能响应

为提高云南老厂雨汪区块煤层气(CBM)产能,基于6口煤层气先导试验井的气体样品组分、甲烷碳同位素、产出水氢氧同位素及微量元素测试结果,结合研究区煤层气地质条件和产能特征,分析了气体组分、水的氢氧同位素特征及微量元素成分对产能的指示意义。结果表明:研究区煤层气气体组分以CH₄为主,含少量C₂H₆、N₂和CO₂,不含重烃,为热成因气,并经过了后期的次生改造。煤层气井产出水的氢氧同位素特征说明产出水来源于大气降水,呈现明显的¹⁸O漂移特征。主成分分析结果显示产出水微量元素成分可以归纳为两个主成分,分别反映气井的产气和产水情况。根据煤层气井气水产出情况、产出水的氢氧同位素特征、微量元素成分综合分析表明,当前雨汪区块除LC-C3井外其他井产出水主要为压裂液,储层降压受限,导致气井产量较低。     

气体水合物未来的能源

由水分子和甲烷等天然气体组成的笼形包合物气体水合物,是一种冰雪状的白色结晶物质,是新近发现的一种能源矿产,产出于大洋底的水下沉积物和陆上极地冻土带中。气体水合物是一种高密度的能源矿产,储量巨大,各大洋中都有,被称为２１世纪的能源,倍受各国政府和学者们的重视。     

煤岩组分对预测自燃标志气体的影响

介绍了煤岩组分在低温氧化阶段产出的氧化分解气体浓度变化和低温氧化的难易程度，指出应用标志气体预测预报自燃发火时，煤岩组分的影响决不可忽视，煤矿应采用本矿有代表性的煤样做模拟实验，求得标志气体的浓度与煤温的相关值作为本矿预测预报临界值的依据。     

天然气水合物——21世纪的新能源

天然气水合物是一种在地球上自然产出的、以甲烷为主的烃气与水分子组成的白色冰雪状晶体化合物,俗称可燃冰.它是一种属于笼状包合物的特殊化合物,由水分子组成的多面体晶腔包笼着气体分子.水合物中的气体99％以上是甲烷,因此,天然气水合物有时又称作甲烷水合物或水合物.天然气水合物中的“天然”有两重意义,一是指它是天然生成的,二是指组成它的气体是以甲烷为主的烃类气体,成分接近天然气.水合物中的甲烷主要是生物成因的,少部分是热解生成的.     

现代松粉热模拟产气态烃、气态非烃及水分特征

研究表明,现代松粉热模拟实验释放水的产出分两个阶段,两类水,第一阶段,４００℃以前释放水为松粉内部以水分子形式存在的结合水,呈弱酸性（ｐＨ＝６）,为第一类水,第二阶段,４００℃以上温度释放水为松粉内部和高岭石内部结构水（－ＯＨ）,呈弱碱性（ｐＨ＝９）,为第二类水,现代松粉热模拟实验产出气体量随温度升主呈逐渐上升趋势,４５０℃以后上升梯度突然增大,所产气体分为两大类：Ｉ类为无机气体,由Ｎ２、Ｈ２和ＣＯ２气体组成,以ＣＯ２相对丰度最主为特征。ＣＯ２气主要来自有机酸的脱羧反应和离子太氧与有机质氧化还原反应产出ＣＯ２。Ｈ２气主要来自孢粉和烃,Ｃ４～Ｃ６异构饱和烃及丙烯、丁烯不饱和烃等分子物标志物,其中以甲烷相对丰度最高为特征,气态有机烃来自孢粉内有机物的热降解产物,松粉 拟实验中丰富的气态有机烃和无机气体的检测出,为研     

煤层气与地下水的赋存及运动特征对比

根据煤层气储存体与含水层体地质参数的对比,结合地下运动原理,认为煤层气产出过程中的运动要素与地下水体运动要素基本相近,在考虑气体的压缩性和粘滞性的情况下,亦可用类似描述地下水非稳定运动的微分方程和边界条件求解析解或数值法求解。     

煤层气流压回升型不正常井储层伤害机理与治理

合理控制套压和井底流压、合理排水降压采气是提高煤层气井开发效果的关键技术。井底流压回升可抑制煤层气解吸产出,造成储层伤害,降低煤层气井产量,影响煤层气井开发效果。通过沁水盆地樊庄区块生产实践动态分析、理论研究和室内实验,提出了煤层气流压回升型不正常井起因,通过理论研究和现场数据分析,明确煤层气井流压回升对储层伤害机理,提出流压回升对储层伤害程度评价方法及治理对策。研究结果表明:煤层气井煤没度增加导致套压降低,套压下降速率越快,则井底流压下降越快;煤没度增加速率过快的煤层气井,其井底流压回升对储层伤害严重,导致气体产出阻力增加,部分气体被毛细管压力封堵在孔隙中,难以产出。流压回升伤害指数可以表征流压回升导致储层伤害程度,抽油泵凡尔漏失和气锁导致煤层气井排水量小于煤层向井筒供水量是井底流压回升的主要原因,其治理措施可通过液压冲洗清除固定凡尔煤粉,通过机械振动清除游动凡尔煤粉,通过恒沉没防气锁工艺与煤层气井间断抽水工艺相结合措施治理气锁。      

南海北部陆坡高饱和度天然气水合物气源运聚通道控藏作用

气源运聚通道与天然气水合物富集成藏关系密切。利用准三维地震资料并结合钻探成果,深入研究了神狐海域GMGS3钻探区高饱和度水合物站位气源运移疏导通道地质地球物理特征及其控藏作用。结果表明:高饱和度水合物产出站位发育多种类型运移疏导通道,且与BSR空间耦合关系较好;紧邻BSR之下为强振幅反射,强振幅下部游离气体充注现象明显,表明水合物稳定域下部存在气体运移的通道,且深部气体向浅层发生了运移。深大断裂、底辟及气烟囱构成了沟通深部热解气及浅层生物气与浅层温压稳定域的垂向通道,在这些通道上方可以直接形成水合物;浅部滑塌面、水道砂及海底扇构成的高孔渗连续性砂体为浅层生物气及深部运移而来的部分热成因气横向运移通道,气体的侧向运移扩大了气体供给范围,增加了矿体横向展布规模。文章认为,天然气运移疏导系统与其他成藏要素匹配良好的构造和区域是勘探高饱和度水合物的有利目标。     

1854m～2608m气源岩中产甲烷菌的富集培养和发酵产气实验研究

供试样品１０个，为准噶尔盆地马庄气藏侏罗系气源岩，埋深１８５４ｍ～２６０８ｍ，形成于沼泽－滨浅湖相沉积环境，为ⅡＢ～Ⅲ型有机质，Ｒ０值＜０.７４％，处于低演化阶段。本文就烃源岩中厌氧发酵细菌的数量及产甲烷菌的类型、分布状况进行了研究，并直接利用地质样品进行了生化模拟产气实验。样品中发酵性细菌数量分布在５×１０２个/ｇ～２.３×１０４个/ｇ之间。在３５℃～６５℃状态下，从样品中普遍富集培养出产甲烷球菌（Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｕｓ）；在５５℃条件下，从７号样品中富集培养出产甲烷杆菌（Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）。模拟产气结果表明:①３５℃时的甲烷累计产气量最高，为２９.４８ｍｌ～３９.４１ｍｌ，占总产出气体的８０％以上。（２）产出气体组份一致，以ＣＨ_４和ＣＯ_２为主，含极微量的乙烷和丙烷。（３）在３５℃时，产出甲烷气体的δ１３Ｃ值分布在－４０.１２‰--４３.９８‰之间，５５℃时为－５６.８２‰--６０.１０‰，６５℃时为－５８.０６‰--６５.１１‰，３５℃～５５℃时产出气体的甲烷碳同位素比值中值与实际气藏天然气的甲烷δ１３Ｃ值相近。该项研究为探讨产甲烷菌等厌氧微生物在２０００多米沉积岩中仍有活动提供了直接?     

祁连山冻土区天然气水合物岩心顶空气组分与同位素的指示意义——以DK-9孔为例

通过对祁连山冻土区天然气水合物DK-9孔不同深度岩心顶空气中的烃类气体组分及甲烷、乙烷的C同位素分析测试,对比分析了岩心顶空气组分含量变化与天然气水合物及其异常层段、油气显示层段、断层或破碎带分布之间的空间关系,探讨了顶空气组分对天然气水合物及其异常现象、油气显示现象、烃类气体运移作用及顶空气同位素对气体成因的指示意义。结果显示,岩心顶空气中烃类气体含量高的深度段180.26~308.50m、356.45~399.32m、458.55~508.65m与天然气水合物及其异常层段、油气显示层段具有较好的对应关系,其高值区间可作为天然气水合物、油气显示的一种指示。距断层或破碎带产出位置不同的岩心顶空气组分含量变化显示,不同级次的断裂系统为烃类气体向上运移提供了通道,部分可为天然气水合物提供一定的赋存空间;甲烷、乙烷C同位素数据显示气体以热解成因为主,部分为混合成因。     

煤的变形产气机理探讨

对煤在不同变形机制作用下的化学结构变化与产气等方面的研究成果进行了调研分析,对比总结了国内外有关煤的高温高压实验,提出了一些新的认识和研究方向。①研究表明,不同的变形作用,如脆性变形和韧性变形对煤分子的结构演化趋势和影响机理明显不同;②在煤的高温高压实验方面,许多实验过程都发现了气体的产生,但因实验设计温度过高,超过实验煤的热解甚至裂解温度,因此造成对产气机理的多解性,即气体是煤热解甚至高温裂解产生的,还是由于煤发生变形作用产生的,或者两者均有贡献。利用次高温高压实验探讨变形作用能否促使气体的产生是可行的。综合前人的研究成果认为,煤在构造应力作用下发生变形时能够产生气体,这可能是超量煤层气的来源之一。同时,产出的超量煤层气的赋存状态可能并非仅仅是传统观念的物理吸附,而可能是以低键能的化学键形式存在于煤体结构中。     

青海祁连山冻土区天然气水合物的气源条件及其指示意义

祁连山木里冻土区天然气水合物的气源条件还不清楚,这直接影响到下一步的勘查方向。文章试图以DK-2天然气水合物钻孔为例,从天然气水合物及其相关气体组成与同位素特征入手,对比分析天然气水合物产出层段的泥岩、油页岩、煤、油气显示等有机地球化学特征,探讨该区天然气水合物的气源条件及其对天然气水合物勘查的指示意义。该区天然气水合物所在层段的泥岩、油页岩、煤的有机质丰度、类型、热演化程度等参数显示,它们不能成为天然气水合物的主要气源岩层;结合天然气水合物及相关气体组成与同位素特征,判断该区天然气水合物的气体来源可能主要为深部石油(原油)伴生气或深部气源岩层的成熟-过成熟气;该区油气显示现象与天然气水合物密切伴生,或可作为天然气水合物的指示标志。     

煤成气的地球化学判识及有机地球化学和地质学研究

煤成气是煤和含煤岩系沉积以来,在地质历史中受各种地质地球化学作用产生的大量可燃气体被圈闭在储层中的气藏。我国含煤岩系分布广泛,煤碳资源丰富,地史中必然有大量煤成气产出。掌握不同地质条件下煤成气的生成,聚集规律和判识标志是找矿勘探工作中需要解决的关键。本课题通过对中原、华北、鄂尔多斯等煤和油——气盆地的研究与大量煤岩样品的模拟实验结果,主要取得了以下六个方面成果。     

青海木里三露天冻土区天然气水合物钻孔岩心顶空气组成及指示意义

对青海木里三露天地区DK8-19、DK10-16、DK10-17、DK11-14、DK12-13、DK13-11共6个天然气水合物钻孔岩心顶空气气体组分进行分析测试,并 将获得的各孔岩心顶空气组分含量变化与天然气水合物及其异常层段、油气显示层段、断层或破碎带分布之间的空间关系进行对比分析。结果显示：6个钻孔岩心顶空气中烃类气体高含量区间 均与天然气水合物及其异常层段、油气显示层段具较好的对应关系,其高值区间可作为天然气水合物、油气显示的一种指示;距断层或破碎带产出位置不同的岩心顶空气组分含量变化特征显 示,不同级次的断裂系统为烃类气体向上运移提供通道,部分可为天然气水合物提供赋存空间。研究结果说明顶空气组成对天然气水合物及其异常现象、油气显示现象、烃类气体运移作用有 重要指示意义。     

2000～2021年我国地球化学研究论文的产出与影响：基于SCI数据库的统计分析

基于科研产出的视角,以WoS论文为数据基础,应用文献计量方法对地球化学领域的论文产出及引用进行分析,统计数据包括固体地球科学(尤其是地球化学领域)论文的产出、被引用、关键词与期刊分布、主要机构及高被引学者、基金资助、国际合作等不同维度,旨在比较分析中国与世界主要国家或地区地球化学领域的研究与产出概貌。本文研究显示,中国固体地球科学及地球化学领域的论文产出数量和学术影响力指标在2000年以来均呈快速上升的态势,论文产出数量、引用份额、高被引论文产出等均位于世界第1,基金资助尤其是国家自然科学基金资助成效显著,国际合作较为活跃且呈持续上升态势。     

低煤阶煤中甲烷扩散性能分析

甲烷在煤基质中的扩散性能是影响煤层气产出的重要储层参数。采用云南东南部地区新近系中新统小龙潭组褐煤样品,开展了低煤阶煤中甲烷等温吸附实验。基于等温吸附实验获得的吸附量与时间的关系数据,应用一元孔隙结构气体非稳态扩散模型,计算了煤中甲烷气体扩散系数,揭示了煤中甲烷扩散规律和控制机理。研究结果表明,低煤阶煤中气体扩散规律服从Langmuir方程,煤中甲烷有效扩散系数和扩散系数随着压力的增高而增大;吸附时间常数随着压力的增高而减小,服从负指数函数规律。4个实验煤样Langmuir有效扩散系数和扩散系数分别是（1.71~5.46）×10-4 s-1和（2.17~6.91）×10-12 m2/s,Langmuir压力为0.63~1.97 MPa。在相同温度和压力条件下,干燥煤样的有效扩散系数和扩散系数大于平衡水分煤样,随着温度的增高,其有效扩散系数和扩散系数增加,煤中气体扩散性能增强。      

煤岩及煤岩加不同介质的热模拟地球化学实验--气态和液态产物的产率以及演化特征

对塔里木盆地侏罗系煤岩以及煤岩加不同介质等 4个系列以 50℃为一温阶,从 250～550℃进行热模拟实验,并对其气体产物、液态有机质进行了系统分析。结果表明:煤岩成烃过程是一个综合作用的过程,它的生气、生油与外界环境如水,粘土矿物等的辅助作用有关。随着热模拟温度的升高,各产气率呈增长趋势。介质的加入可降低有机质成烃温度,有利于液态物的产出。     

多尺度多孔介质有效气体输运参数的分形特征

非常规油气资源的孔隙结构及其连通性非常复杂,其孔隙尺度从毫米到纳米跨越多个量级.多孔介质中气体的输运过程不仅依赖于介质的多尺度微观结构特征,还依赖于气体的相关属性.气体在多尺度多孔介质中的输运过程包括无滑流、滑脱流和过渡流,涉及分子扩散和努森扩散等多种机制,因此很难用唯一的连续介质理论来描述气体的输运特征.大量的数据表明真实多孔介质中的内部孔隙具有分形标度特征,因此采用分形几何表征多尺度多孔介质的孔隙结构,引入孔隙分形维数和迂曲度分形维数定量表征多孔介质的微结构和弯曲流道,建立多尺度多孔介质气体输运过程的细观模型;推导了多尺度多孔介质中气体的有效渗透率和有效扩散系数,并讨论了多尺度多孔介质微结构参数和气体属性对于气体等效输运特性的定量影响.该研究不仅可以丰富渗流理论,且有利于深入理解非常规油气藏的产出机制.      

青海省祁连山冻土区天然气水合物存在的主要证据

2008年冬季和2009年夏天首次在我国陆域祁连山冻土区钻获到天然气水合物实物样品。野外直接观察到白色冰状天然气水合物与点火燃烧现象及其他明显的异常现象,如含天然气水合物岩心表面强烈地冒气泡、渗出水珠、没入水中冒出长串气泡、井中释放异常压力气体、密闭条件下解析出异常含量气体、岩心晾干后留下重烃斑迹、残余细蜂窝状构造、伴生晶型完好的菱形自生方解石矿物、热红外低温异常等现象;室内激光拉曼光谱检测到天然气水合物笼状体峰及其包含的烃类气体峰,宏观地球物理测井曲线上显示含天然气水合物岩心段存在明显偏高的电阻率和声波速度异常。祁连山冻土区天然气水合物及其异常现象主要产出在冻土层下130~400 m之间的细砂岩孔隙与裂隙中及泥岩、油页岩、粉砂岩等裂隙中。     

中国科学院资源环境科学领域发展态势文献计量分析

基于Web of Knowledge平台SCI-E数据库,对2009—2014年中国科学院SCI论文及资源环境与地球科学领域论文产出进行统计,并与全球及中国论文产出相比较,了解中国科学院在资源环境科学领域的研究产出及其发展状况。分析结果显示,近年来中国科学院在资源环境科学领域尤其是古生物学方向取得了比较突出的成绩。中国科学院的地理科学与资源研究所、遥感与数字地球研究所、城市环境研究所等论文产出快速增长,生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所等科学贡献表现突出。