油页岩资源评价关键参数及其求取方法

资源评价关键环节之一就是评价参数标准的确定和求取。全国首次油页岩资源评价结果表明：油页岩质量评价关键参数主要有含油率（ω）、干燥基的灰分（A^g）、干燥基的低位发热量（Q^g_DW）及干燥基的全硫含量（S^g_Q）;油页岩资源量评价关键参数包括矿层可采厚度（H）、矿体有效面积（S）、矿体体重（D）、矿体资源类型等。不同参数的意义和评价标准不同,在表征单个工程控制点、块段油页岩体或单层油页岩等不同地质特征时,各参数的求取方法、计算公式有一定的差异性。进行油页岩资源评价时,应根据不同的目的选取不同的参数和计算方法。     

贵州修文某铝土矿开采方式探讨

依据矿体(层)赋存实际,从采取露天开采方式:经济合理剥采比;地下开采方式:地表沉降分析、开采冒落带影响高度、导水裂缝带高度影响范围等几个方面对矿山拟采取的开采方式进行了分析论述,认为该矿山适宜于采用露天开采方式进行生产。     

油页岩含矿区开发优选的指标体系和权重的确定

油页岩资源开发目标优选是根据一系列参数.采用综合指标评价法确定未来油页岩资源开发利用的顺序,为制定油页岩资源战略发展规划和合理开发利用提供科学依据,从而实现最优决策.油页岩含矿区开发优选的指标体系根据层次分析法由一系列递进的参数构成,包括2个制约方面、3项制约条件、9个制约因素.指标权重的确定根据德尔菲法和专家问卷调查法确定,制约油页岩开发的资源条件权重占0.45.其中加权平均含油率占0.15.油页岩探明控制资源占0.15,油页岩资源丰度占0.10,伴生可利用矿产占0.05.开采条件占0.35,其中加权平均技术可采系数占0.15.矿层平均厚度占0.12.平均埋深占0.08.开发条件占0.2.其中勘查程度占0.15,地理环境占0.05.优选参数的等级划分采用四分法,赋予参数分值均采用中位值方法.     

国外典型煤层气盆地可采资源量计算

随着国内煤层气勘探开发技术的逐渐成熟,国内油气公司开始着眼海外煤层气资源勘探开发。但由于国外煤层气盆地资料匮乏,有效评价其可采资源量是一个难题。选取国外几个典型煤层气盆地,将地质类比法引入煤层气可采资源量估算中。结合煤层气富集成藏的基本要素,依据煤层气盆地实际资料,优选了影响煤层气可采性的10个地质参数作为刻度区和预测区的相似系数,二态定性量化不同地质参数。以等温吸附法确定刻度区的采收率,结合实际采收率经验,采用蒙特卡洛组合抽样估算了可采系数的变化范围。通过对北美、俄乌哈和澳大利亚3个地区10个煤层气盆地的可采资源量计算和对比,发现澳大利亚的鲍恩盆地煤层气可采系数大,可采资源量丰富,具良好的勘探开发潜力。该方法可为国外其他煤层气盆地的可采资源量计算提供借鉴。      

基于InSAR三维分解技术的贵州省贞丰某煤矿地下采空区反演

贵州是我国主要煤炭产地之一, 成本与地方条件的限制使贵州贞丰县山区出现大量的非法小煤窑, 其大多开采一年、半年便废弃煤矿, 调查其地下开采范围对矿区生态修复、土地资源再利用、煤矿越界开采监测等有一定意义。本文利用升、降轨观测共16期3 m空间分辨率的L波段PALSAR-2影像为数据源, 在贵州省贞丰县采用InSAR技术对煤矿采空区开展了短期动态地表沉降监测, 结合研究区地质条件、地下开采条件、开采时间、范围等信息, 计算了该地区煤矿开采沉陷影响角的规律与变形时间滞后关系; 而后利用上述参数及地表变形信息, 在其附近一处废弃煤矿, 对其地下采空范围及开采时间进行反演:(1)研究区煤炭开采走向影响角为83°、上山影响角75°、下山影响角80°, 地表变形时间与地下开采时间差约1个月; (2)计算反演出研究区废弃煤矿地下开采范围为380 m×150 m; (3)在反演煤矿采区, 对比FLAC3D数值模拟计算结果和野外现场调查, 验证了InSAR计算结果基本准确, 验证了此方法对煤矿采区反演的合理性与可靠性。     

松辽盆地扶余—长春岭矿区青山口组油页岩原位开采中试示范区优选

随着松辽盆地地下原位转化技术点试实验的成功,亟需从中试和生产角度寻找适合油页岩规模开采的靶区,建立油页岩原位选区的参数体系是开展上述工作的首要任务。在众诚集团和吉林大学油页岩原位转化实验经验基础上,从油页岩品质、矿床赋存特征角度出发,提出油页岩含油率、有机质类型及成熟度、厚度、岩石组合特征、埋深、横向稳定性和地层倾角是进行原位选区的关键参数。基于松辽盆地东南隆起区扶余—长春岭矿区基础数据,确定1号和2号矿层为油页岩原位开采有利层位,并通过原位开采潜力值在研究区选出4个适合油页岩原位开采的中试示范区。运用体积法计算松辽盆地扶余—长春岭矿区适合原位开采的油页岩油资源为36 995×10~4t。     

基于层次分析法与频率比模型的采空塌陷危险性评价

采空塌陷危险性评价是编制地质灾害防治规划、开展地质灾害防治与监测预警工作的重要依据。本文采用层次分析法与频率比模型相结合构建了采空塌陷危险性评价模型（AHP-PF组合模型）。以沈阳市蒲河-清水矿区为例,考虑了地质条件、地表特征、开采条件等3方面影响因素,选取了第四纪覆盖类型、第四纪松散层厚度、地质构造复杂程度、可采煤层顶板强度指标、煤层倾角、地表沉陷速率、采深采厚比、采空区叠置层数等8个评价指标,利用AHP-PF组合模型计算各指标权重及频率比,最后进行采空塌陷危险性分区。评价结果表明,采空塌陷危险性高区主要集中在采深采厚比小、沉陷速率大及目前仍在开采的区域,该区域是地质灾害防治、搬迁避让的重点区域。     

天然气资源评价重点参数研究

天然气资源评价重点参数主要包括产气率、运聚系数、区带评价参数与可采系数等4项.首先,通过生物气模拟、不同类型干酪根的产气率模拟实验,建立生物气、煤岩、不同类型泥岩与碳酸盐岩的产气率图版;其次,通过相关分析,建立运聚系数与地质参数的关系模型: 运聚系数＝0.298-0.00259×烃源岩年龄 0.218×有机碳含量-0.00223×成藏关键时刻-0.00 236×盖层厚度 0.0009×盖层埋深-0.286×不整合数 0.000104×储层年龄;第三,在大量统计分析的基础上,建立中国天然气区带地质评价参数体系与取值标准;最后,基于岩性和驱动类型两大因素将天然气藏分为5种类型,其中:碎屑岩水驱气藏的可采系数为50%～70%, 碎屑岩气驱气藏75%～90%,碳酸盐岩水驱气藏55%～80%,碳酸盐岩气驱气藏80%～95%,致密气藏40%～55%.     

桦甸盆地古近系桦甸组油页岩矿床沉积特征

桦甸盆地位于敦密断裂带主干断裂的北侧,是一个半地堑式盆地。受同生控盆断裂的控制,含油页岩段厚度和油页岩单层厚度均由北缘向南缘断裂（F₁）方向逐渐增厚。盆地内古近系（下第三系）桦甸组为一个完整的三级层序,油页岩形成于水进体系域和高水位体系域的浅湖—深湖环境中。共发育可采油页岩13层,含油率较高（一般8%~13%）,质量较好,具有很好的工业前景。     

淮南矿区剩余煤层气资源可采潜力分析

在分析淮南矿区煤层气地质背景的基础上,采用含量梯度法、压力—吸附法计算了研究区可采煤层的剩余煤层气资源量,探讨了影响该区煤层气可采潜力的煤储层压力、渗透能力、吸附/解吸特征、含气饱和度、可采系数等因素。结果表明,淮南矿区-1 500m以浅剩余煤层气资源量为2 419.70×108m3,可采资源量为1 102.20×108m3,可采资源丰度为1.98×108m3/km2,属于中等储量丰度的大型气田;区内煤储层为正常压力储层,煤储层渗透率、含气饱和度偏低,但本区可采煤层层数多,在渗透率总体偏低的背景下,区内存在的高渗区,具备煤层气地面开采的基础地质条件。     

窑街矿区浅层煤系气储层特征及勘探开发关键技术

煤系气勘探开发不仅可以减少资源浪费,而且可以缓解我国能源危机,降低煤矿瓦斯事故,保护大气环境,为实现碳达峰、碳中和目标做出贡献。依托窑街矿区海石湾井田三采区浅层煤系气开发示范工程,分析窑街矿区煤系气储层特征,探讨煤系气勘探开发关键技术。研究表明:井田煤系气主要赋存于侏罗系中统窑街群煤系第四岩组(J₂yj4)的油页岩、油砂岩和第二岩组(J₂yj2)的油A层、煤二层等特厚产层中;油A层、煤二层气含量随着埋深的增加而增大;CO₂浓度较高,且随着埋深增加而减小;煤二层吸附能力较强,油A层更容易解吸;各层渗透率为油砂岩 > 油A层 > 煤二层 > 油页岩;抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比和脆性指数显示各产层改造难易程度由小到大依次为油砂岩、油A层、油页岩、煤二层。油页岩有机质丰度4.06%,干酪根类型Ⅱ₂–Ⅲ型;油A层有机质丰度43.27%,变质程度呈两极分化,腐泥煤镜质体反射率0.48%~0.53%,腐植煤镜质体反射率0.89%~0.97%;煤二层有机质丰度92.87%,其中镜质组体积分数67.90%,惰质组29.10%,壳质组3.50%,变质程度以肥煤为主,含少量气肥煤。与我国大部分欠压地层相比,各产层储层压力正常,产气潜力大;煤系气开发应优选煤二层、油A层和油页岩;多段分簇、限流法射孔工艺和细砂防滤失、投球暂堵、两高一低(高排量、高砂量、低砂比)的压裂工艺适合于该区致密特厚储层改造,挂泵位置低于煤二层射孔段和重力式螺旋气锚排采工艺可减少CO₂的影响,提高排采效率。这些关键技术的应用显著提高了井田示范工程产气效果,单井日产气量超过2 000 m3。      

不同边界条件对油页岩原位转化开采的影响及启示

借助于烃源岩生排烃模拟技术,开展了加热温度、加热速率、恒温时间、水质量分数等不同边界条件对油页岩原位转化开采影响的模拟实验。结果表明:升高转化温度、降低升温速率、延长恒温时间均有利于提高原位转化出油率和改善油品;流体压力过度升高对油品稍有改善,但出油率有所降低,且过高的流体压力(如超过开采层上覆岩层压力)会对地面工程产生破坏影响;高温地层水可能作为催化剂、反应物和溶剂参加反应,促进非共价键的断裂,提高出油率。在此基础上,提出了在干馏转化过程中加入额外的供氢物质或高温水中加入适量的水溶性催化剂提高油页岩原位转化开采出油率的方法。     

煤炭充填开采技术在济宁煤矿的应用

济宁市煤炭企业为安全高效开采煤炭资源,开展了煤炭充填开采技术研究,该技术的实施既释放了地下煤炭资源,提高资源回收率;又控制了土地塌陷,减少矸石占压,保护矿区生态环境,提高矿井开采安全保障程度,具有良好的经济效益和社会效益。但该技术还存在生产效率低、厚层煤充填效果不理想、不能满足大面积实施等一些问题,需要进一步完善提高。     

油页岩原位开采地下冷冻墙缓冲距离研究

油页岩原位高温开采,需要在矿区周边建立地下冷冻墙以阻止地下水的流入,防止油气的泄漏。油页岩的高温开采区与地下冷冻墙的冷冻区之间的缓冲距离影响油岩页的开采效果及地下冷冻墙的制冷效果,也影响整个工程的施工成本及运行费用。采用理论计算、数值模拟分析的方法,以最低成本为目标,对合理的缓冲距离进行了详细计算与分析,确定出了合理的缓冲距离,为油页岩高温开采地下冷冻墙的设计提供了理论指导。     

油页岩地下原位转化与钻采技术现状及发展趋势

我国油页岩地质资源量巨大,是保证我国能源安全的重要战略资源。油页岩地下原位转化开采是油页岩工业的发展趋势,在系统收集相关资料、数据和调研的基础上,总结了国内外油页岩原位转化技术的发展历程,提出了高效加热技术、储层改造技术和地下空间封闭技术三个油页岩原位转化核心技术,并对这三大核心技术的主要技术特点和发展现状做出了进一步分析。在明确油页岩地下原位转化开采低成本、高产量和低污染的目标基础上,提出了地表井下协同加热-多阶段物理化学复合加热-自生热驱动链式原位裂解的热流体原位复合加热技术、双水平井小井距电磁测距导向技术、多工艺精确储层改造压裂技术、注浆帷幕和气驱止水地下空间封闭技术等油页岩原位转化核心技术的发展方向,以期对我国油页岩地下原位转化开采技术提供借鉴和参考。     

桦甸市公郎头区丰泰油页岩矿周边老窿积水调查

吉林省桦甸市公郎头区丰泰油页岩矿区赋存有13个油页岩层,地质条件简单,采空区位于桦甸市公郎头煤矿(桦甸油页岩二矿)矿区范围内第2、4、6、7层采空区与丰泰矿4、5、6层采空区,与部分巷道相连通,从未发生过涌水现象,说明目前不存在老窿积水问题。     

宁夏固原炭山油页岩矿床的主要特征及开发利用前景

油页岩作为非常规新能源之一,已经受到人们的广泛关注,是目前油气领域里的研究热点。前人及我们最近的研究结果表明：宁夏固原炭山地区存在大量的与煤伴生的油页岩资源。油页岩赋存于中侏罗统延安组之中。成矿环境为内陆湖泊环境。矿区构造为一中度弯曲的复式褶皱,两翼产状角度20°～30°。以纵向正断层为主。油页岩呈层状,有一定规模的油页岩一般分布于煤层的上部或底部;油页岩共8层,总厚度14.4m,含油率为2.7%～11%,发热量2.88～20.98MJ/kg,视比重1.55～2.46,灰分34.30%～83.68%。其中,煤19灰分大于40%,但含油率大于7%,被前人称之为炼油用煤。炭山油页岩宏观上呈黑色,略具油脂光泽。片状、层状构造,参差状、贝壳状断口。硬度小,条痕亮褐色,油脂光泽明显。油页岩矿石和页岩油边际经济的资源量分别为40301万吨、3718.3万吨,达中型规模,目前其经济价值至少在483亿元以上。炭山油页岩含油率高,品质好,资源量级别高,埋藏浅,交通条件好,并且现在已有煤矿正在采煤,可考虑与其联合开发和利用。     

矿产资源开发中矿山地质环境问题响应差异性研究——以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例

以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例,采用对比分析的方法研究矿产资源开发中矿山地质环境问题差异性响应的主要因素。上述3个矿区矿产资源开发中矿山地质环境问题主要包括：20世纪90年代以前,陕西潼关金矿区是中国矿产资源开发秩序十分混乱的矿区之一,地下开采的采矿废石随意堆排导致了极为严重的矿山泥石流地质灾害及其隐患,＂三废＂无序排放导致土壤、河水及其底泥的重金属及氰化物污染严重,严重影响人体健康;地处生态环境脆弱带的陕西大柳塔煤矿区,20年大型机械化地下煤炭资源开采导致大面积地面塌陷及其链生的地下水含水层破坏严重,但矿区土地沙漠化程度总体没有呈现加重的趋势,水土环境重金属呈轻度污染;具有百年开发历史的辽宁阜新煤矿区,露天开采使土地生态破坏严重、边坡滑坡灾害频发、土地压占与破坏突出,地下开采引起的地面塌陷对地表建筑物及人居安全影响严重,但相对于金属矿区,该矿区水土环境重金属污染相对轻得多。对比上述3个矿区矿山地质环境问题,得到其差异性响应主要因素：矿产资源种类、原生地质环境条件、开采方式及矿山环境保护意识等。