滇东-黔西地区晚二叠世煤岩及煤层气储层物性分析

本文以丰富的地质资料对滇东－黔西地区晚二叠世煤岩分布的割理（裂隙）,吸附、孔隙溶积、镜质组含量、含气性、灰分产率等进行了较为系统的研究,初步建立了煤炭与煤层气储层物性的关系,提出了镜质组含量的煤炭类型有较好的煤层气储集物性条件。     

阳泉新景矿高煤级煤的孔隙结构分形特征

分形理论是宏观上定量评价储层非均质性的有效手段。以阳泉新景矿高煤级煤样品压汞数据为基础,建立分形几何模型,定量描述了孔隙结构。实验结果表明：样品孔隙以纳米孔为主,孔径、比表面积及孔容也集中分布在纳米孔段。煤样孔径65 nm以上的孔隙具有显著的分形特征,分维值分布范围为2.89~2.99,体积增量呈现阶段式的变化,孔隙结构复杂;孔径65 nm以下孔隙几乎无分形特征,比表面积增量与孔径在对数坐标中呈线性关系;基于分形特征及分子运动规律,将储层孔隙以孔径65 nm为界划分为扩散孔和渗透孔2个大类6个小类。分维值与体积孔隙中值半径、总孔隙体积呈负相关,与孔径65 nm以上的孔隙体积、比表面积呈正相关,与孔隙度无相关性。分形分维值对储层结构具有较全面的表征能力,可以作为综合指标在煤储层孔隙研究中加以应用。     

深部中-高煤级煤储层孔隙结构与吸附性

为了探讨中-高煤级深部煤层孔隙结构特征和吸附性,以陕西宜川和山西柿庄地区埋深100~1 800 m的中-高煤级样品为研究对象,对样品进行了煤岩煤质分析以及压汞法、核磁共振、低温液氮和等温吸附等测试,结果表明：(1)随着深度的增加,煤层吸附孔含量增多,渗流孔含量减小,渗透性降低,储层物性变差。(2)比表面积和总孔体积在1 000 m附近出现高值区域,随后才出现如前人所述的随深度逐渐降低的趋势,这与小孔的贡献率一致,可见比表面积和总孔体积并非完全由微孔决定,小孔作用显著。(3)深部煤层吸附性是压力的正效应与温度的负效应共同作用的结果,随着压力的增高,吸附量明显增加,温度每升高1 ℃,吸附量平均减少0.25 cm³/g;兰氏压力并不是简单地随温度递增而递增,而是存在随温度变化的拐点(35 ℃),大于拐点温度时,兰氏压力才呈现增高趋势。     

高煤阶煤孔隙结构及分形特征

高煤阶煤与中低煤阶煤在孔隙结构特征方面存在明显差异,分形理论为定量描述高煤阶煤储层孔隙特征提供了有效手段。基于扫描电镜、压汞实验和孔渗测试,以华北地区最大镜质体反射率(Ro,max)在19%~295%之间的9个煤样为研究对象,采用分段回归的方法对各样品进行不同孔径段分形维数计算,并讨论了孔隙结构分形维数与孔隙体积百分比、Ro,max、孔隙度和渗透率的关系。结果表明,高煤阶煤微小孔发育,半封闭孔含量较高,孔隙连通性一般,且孔隙结构具有明显的分段分形特征,同一煤样的超大孔(孔隙半径r＞5 μm)、大孔(05 μm＜r＜5 μm)、中孔(005 μm＜r＜05 μm)和微小孔(r＜005 μm)的分形维数依次减小;各煤样超大孔、大孔、中孔分形维数均随Ro,max增加而增加,随对应孔隙体积百分比增加而减小;孔隙度或渗透率与超大孔、大孔和中孔、微小孔分形维数分别呈二次相关、线性正相关、负相关;各分形区间分形维数分布的偏度和峰度与孔隙度或渗透率分别呈高度正相关和负相关,这为高煤阶煤孔隙度、渗透率提供了理想的线性方程(y=ax+b)预测模型。     

Pore-Fracture Distribution Heterogeneity of Shale Reservoirs Determined by using HPMI and LPN2 GA Tests

The compressibility of shale matrix reflects the effects of reservoir lithology, material composition, pore structure and tectonic deformation. It is important to understand the factors that influence shale matrix compressibility (SMC) and their effects on pore size distribution (PSD) heterogeneity in order to evaluate the properties of unconventional reservoirs. In this study, the volumes of pores whose diameters were in the range 6–100 nm were corrected for SMC for 17 shale samples from basins in China using high-pressure mercury intrusion and low-temperature nitrogen gas adsorption analyses, in order to investigate the factors influencing the SMC values. In addition, the variations in fractal dimensions before and after pore volume correction were determined, using single and multifractal models to explain the effects of SMC on PSD heterogeneity. In this process, the applicability of each fractal model for characterizing PSD heterogeneity was determined using statistical analyses. The Menger and Sierpinski single fractal models, the thermodynamic fractal model and a multi-fractal model were all used in this study. The results showed the following. The matrix compression restricts the segmentation of the fractal dimension curves for the single fractal Menger and Sierpinski models, which leads to a uniformity of PSD heterogeneity for different pore diameters. However, matrix compression has only a weak influence on the results calculated using a thermodynamic model. The SMC clearly affects the multifractal value variations, showing that the fractal dimension values of shale samples under matrix compression are small. Overall PSD heterogeneity becomes small for pores with diameters below 100 nm and the SMC primarily affects the PSD heterogeneity of higher pore volume areas. The comparison of fractal curves before and after correction and the variance analysis indicate that the thermodynamic model is applicable to quantitatively characterize PSD heterogeneity of shale collected from this sampling area. The results show that PSD heterogeneity increases gradually as micro-pore volumes increase.     

沁水盆地南部高煤级煤储层孔隙分形特征

以沁水盆地南部的20个高煤级煤样品的压汞实验和煤岩煤质分析的结果为依据,探讨了孔隙分形维数的计算方法,分析了盆地南部地区高煤级煤孔隙分形特征。研究表明,高煤级煤孔隙分形无标度区为50nm~100μm,孔隙分维数在2.94~3.21,孔隙分维数与煤变质程度、孔隙度、大孔含量、体积中值孔径呈负相关关系,与中孔含量、吸附孔含量、退汞效率、灰分产率呈正相关关系,而固定碳含量、镜质组质量分数、挥发份产率、兰氏体积则以孔隙分维数3.05为拐点呈双U形或倒双U形变化。孔隙分维数可以作为反映高煤级煤储层吸附能力和解吸能力的一个重要参数,并依据孔隙分维数划分出该区富气易解吸区、富气难解吸区及含气解吸区。     

聚乎更煤矿区三露天煤类分布的探讨

聚乎更煤矿区三露天井田成煤期为中生代侏罗纪,煤的变质程度为中变质,主要煤类有1／3焦煤（1／3JM）、气煤（QM）、1／2中粘煤（1／2ZN）,次为弱粘煤（RN）及少量的不粘煤（BN）,并沿走向呈条带状分布。在井田向斜南翼,变质程度相对较高的I／3JM分布于浅部,相对较低的1／2ZN分布于深部。通过恢复原型盆地煤类分布规律,认为其变质现状是在深成变质作用下、现存构造面貌发生前已基本完成,勘查资料表明,贯穿井田中部的F2逆冲断层将原向斜构造切割成了两个倾向南西的单斜构造形态,逆冲断层将盆地深处的地（煤）层推覆到地表露头,使得浅部煤层变质程度高于其深部的煤层。     

鄂尔多斯盆地东部煤岩孔隙特征实验分析

煤层气储层孔隙结构特征决定着煤层的吸附能力。利用低温氮吸附法和汞侵入法对鄂尔多斯盆地东部地区煤样的孔隙特征进行测试,并分别对煤样的低温氮吸附孔隙特征和汞侵入孔隙特征进行分析。在此基础上,综合两种实验的测试结果,对煤样的孔隙类型进行分类。压汞实验表明:压汞曲线和退汞曲线相似性较好,两者之间的间距很小,退汞效率达65%~75%;液氮实验表明:低变质煤孔以一端封闭的孔为主,随着煤变质程度的增加,先是较大的孔变为两端开放的孔,接着较小孔变为两端开放的孔,到了无烟煤阶段微孔也变成以两端开放的孔为主。综合两种结果,认为煤样的孔隙中以微孔和过渡孔为主,并且微孔和过渡孔是构成煤样孔隙容积的主要贡献者,大孔和中孔的总孔容所占比例较小。鄂尔多斯盆地东部煤岩的孔隙特征有利于煤层中气体的吸附,是煤层气储层的良好场所。     

滇西藏东三江地区主要地块碰撞拼合的古地磁分析

利用古地磁数据,结合与构造活动有关的沉积记录以及古生物地理信息,对华南、思茅、保山、缅泰、印支、拉萨和喜马拉雅地块进行了古纬度和纬度运移量的对比研究,以确定云南西部三江地区主要地块的碰撞拼合历史。结果表明:(1)思茅地块可能源于华南地块;(2)保山和缅泰地块在晚石炭世至晚二叠世发生快速北移;(3)保山与华南地块于晚二叠世碰撞之后,和缅泰地块、华南地块以及印支地块继续向北漂移,直到晚三叠世;(4)保山与华南地块间的古特提斯洋可能于早志留世张开,晚二叠世闭合。     

滇东黔西晚二叠世聚煤区潮坪沉积特征

滇东黔西晚二叠世聚煤区为整个华南地区重要的成煤区域。根据地质资料及工作实践,论述和总结了该区潮坪沉积特征及成煤规律。结果显示,本区潮坪体系特有的沉积构造十分丰富,主要有潮汐作用形成的单粘土层、双粘土层和潮汐周期层序、涨落潮沉积的二元韵律结构、扁平状和浑圆状泥砾、双向泥砾、递变式的潮汐周期层序和泥冲槽等;潮坪体系的沉积层序和平面砂体特征明显,潮沟砂体一般垂直于海岸展布,且常朝陆地方向分岔尖灭;潮坪环境在相对稳定的构造条件下,多形成广泛稳定的优质煤层,但潮沟或泻湖海湾等长期被海水侵漫的区域,常使下伏煤层的含硫量变高。指出潮坪体系是该区富集优质煤层的重要成煤环境之一。     

黔西滇东典型矿区含煤地层热演化史分析

在系统研究黔西滇东地区构造特征、含煤地层发育及受热背景等基础上,运用BasinMod盆地模拟技术,探讨了格目底向斜及恩洪盆地含煤地层的埋藏史、热演化史,揭示出含煤地层成熟演化的阶段性。研究表明：黔西滇东地区煤变质作用主要受该区的沉积埋藏、岩浆热液和构造运动等多种因素控制,煤变质作用很不均匀;含煤地层被分割于众多独立次级向斜单元,总体上具有向斜控气的构造特征;格目底向斜晚二叠世煤现今处于焦煤—瘦煤阶段,镜质体反射率达1.7%左右,恩洪盆地则为气煤—肥煤阶段,镜质体反射率约1.0%。     

页岩气储层粘土矿物孔隙特征及其甲烷吸附作用

粘土矿物是页岩的主要组成矿物,与页岩气的赋存和富集密切相关。粘土矿物因其特殊的晶体结构,在晶层之间、矿物内部以及矿物颗粒之间形成了不同类型的孔隙,这些孔隙的大小、形貌和比表面积决定着粘土矿物的甲烷吸附能力。为此,本文综述了粘土矿物的孔隙结构以及孔隙中的水和有机质对甲烷吸附性的影响,指出不同类型的粘土矿物孔隙发育与形貌特征存在差异,蒙脱石中多发育圆形、狭缝状的微孔且总比表面积最大,导致蒙脱石在所有粘土矿物中的甲烷吸附量最大;伊利石与高岭石中多发育中孔与大孔,吸附甲烷的能力低于蒙脱石。粘土矿物孔隙中的水与有机质显著影响到甲烷的吸附能力,水分子会占据孔隙表面,降低了甲烷的吸附能力,但可溶有机质对粘土矿物甲烷吸附能力的具体影响目前尚不明了。同时,根据页岩气勘探需求指出了本方向某些有待深入探讨的问题。     

中高煤阶煤层气富集高产区形成模式与地质评价方法

煤层气富集高产区富集机理和地质评价方法对煤层气勘探选区至关重要,以往的研究主要集中在资源富集区形成机理和预测方面,但煤层气勘探开发实践表明资源富集区并不一定是高产区,如何在煤层气资源富集区中寻找高产区即煤层气富集高产区是国内外煤层气勘探面临的难题。通过国内外典型煤层气富集高产区的剖析,结合我国中高煤阶富集区地质特点,以沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘和两淮矿区为研究对象,采用地质统计、实验验证和生产数据分析相结合的研究方法,揭示了基于含气量渗透率耦合控制的煤层气富集高产区形成机理,提出了3种中高煤阶煤层气富集高产区形成模式;围绕煤层含气量和渗透率两个核心要素,利用层次分析法和主成分分析法确定了包含7大地质参数的评价指标体系,建立了基于产能分析的煤层气富集高产区方法体系。这些认识对我国中高煤阶煤层气区带、区块、目标的优选具有重要的指导作用。     

泡塑吸附分离萃取光度法测定粉煤灰中的镓

试验了在盐酸介质中聚氨酯泡沫塑料吸附分离镓的性能,将该性能用于粉煤灰分离镓的预处理过程,罗丹明B萃取光度法定量测定镓含量。结果表明,室温条件下,在6 mol/L盐酸溶液中,聚氨酯泡沫塑料对镓有良好的吸附性能,90 m in可达吸附平衡,饱和吸附量为每克泡塑可吸附42 mg镓;被吸附的镓可用0.5 mol/L氯化铵溶液定量洗脱;用罗丹明B萃取光度法测定镓含量时,镓浓度在0~1.0μg/mL服从比尔定律,检出限为0.008 mg/L。测定粉煤灰样品中镓的含量,加标回收率在103%~107%,相对标准偏差(RSD,n=20)为1.5%,富集分离效果明显,选择性高。     

黔西滇东地区早三叠世早期植物化石研究的新进展

早三叠世华南地区海相沉积广为发育.陆相沉积仅在海南岛和康滇古陆的东缘零星分布,植物化石非常罕见.报道的植物化石采自黔西滇东陆相岔河剖面宣威组顶部、海陆过渡相密德剖面和土城剖面的卡以头组下部,与晚二叠世晚期宣威组植物化石比较,植物类型单调,保存较破碎,共计14属31种,其中以Annalepis为主的石松纲5种;楔叶纲5种...     

贵州兴旺煤矿开采地表塌陷预测方法探讨

以贵州六枝特区兴旺煤矿地表塌陷为例,采用概率积分法作为地表移动及变形预测的模式,选取下沉系数、主要影响角、主要影响半径和水平移动系数为地表移动参数,计算得出井田开采后地表最大下沉值为1425．3mm,影响面积约1．85km^2。并比较说明除移动参数外各类煤柱的留设也是其中需要考虑的因素。     

沁水盆地南部中高阶煤高压甲烷吸附行为

煤层气吸附作用是发生在煤基质内表面的物理过程,而煤岩复杂孔裂隙网络为高压甲烷吸附提供了丰富的空间。开展沁水盆地南部高阶煤30℃高压甲烷等温吸附实验,结合煤岩煤质参数与孔隙特征参数,通过改进的D-R模型分析了煤岩性质、孔隙特征与吸附参数的相关性。煤岩性质对最大吸附能力和吸附热参数的影响是多因素叠加的综合效应,而最大吸附能力与微孔体积,吸附体积校正参数与大中孔比表面积呈较好的正相关性,表明甲烷分子在煤基质内表面会根据孔径尺度大小呈现不同的吸附方式。据此提出高压甲烷在煤基质微孔中呈紧密堆积状态而在大中孔中呈多层分子堆叠状态的新认识,为进一步研究煤层气吸附机理提供了新的思路。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定煤及煤灰样品中21个主次微量元素

对化学物相法分析矿石中红柱石的含量作了初步探讨。试样经氢氟酸冷浸12 h,过滤后残渣用过氧化钠熔融,热水提取,用乙酸锌标准溶液滴定三氧化二铝含量,最后以三氧化二铝的含量换算成红柱石的含量。结合青海乐都矿区红柱石与其伴生矿物的组成特点,试验了排除其他含铝矿物的工作条件与红柱石的溶解特性,并用人工模拟样品中的红柱石溶解率求得校正系数,确定了铝量法作为矿区红柱石化学物相分析方法。     

滇黔交界地区玄武岩铜矿流体包裹体地球化学特征

为了探讨玄武岩铜矿成矿流体的特征,对滇黔交界地区峨眉山玄武岩铜矿3个成矿期次铜矿石中石英和方解石的气液包裹体进行了激光拉曼成分研究和均一温度、盐度测定,对古石油包裹体通过荧光显微镜进行了成分鉴定。结果表明：第1、2期次成矿流体主要为盆地卤水,其气液包裹体气液比小（一般5%～10%）,w（NaCl）为8%～22%,气相为甲烷,液相为水,无子晶及液相CO2,均一温度为80℃～260℃;第2期次成矿流体除盆地卤水外,还有以古石油为代表的有机流体,古石油包裹体由液态烃、固体沥青和气相组成,均一温度变化大（30℃～290℃）,液态烃以荧光性强的芳烃为主;第3期次成矿流体具有大气降水成因,其气液包裹体气液比一般为5%～10%,w（NaCl）〈4%,无子晶及液相CO2,均一温度140℃～270℃,但以小于200℃为主。从第1期次到第3期次,成矿流体盐度逐渐降低,特别是第3期次的盐度非常低,但温度变化不明显。本区最重要的自然铜沉淀富集成矿是第2期次不同性质成矿流体混合或成矿流体与有机流体混合、有机质的还原的结果。     

利用气体吸附法和压汞法研究烃源岩孔隙分布特征——以松辽盆地白垩系青山口组一段为例

烃源岩中微观孔隙空间是油气初次运移的重要通道,同时也是残留烃主要的储集空间.本文对烃源岩中不同尺度的孔隙分别使用气体吸附法和压汞法进行测定,进而对孔隙分布进行系统分析.实验结果表明,青山口组一段烃源岩孔隙度较低,分布于1.2％～3.87％之间,平均为2.17％,主要以微孔和介孔为主,孔容分布于1.8～ 30 mL/mg之间,平均为9.49 mL/mg;比表面积分布于0.91 ～31.02m2/g之间,平均为7.02 m2/g.同时本文探讨了不同岩石组成对烃源岩内孔隙发育与分布的影响,发现有机质、伊利石及黄铁矿含量与孔容之间具有较好的正相关关系,孔隙的大小及数量随其含量的增高而增加,而粘土矿物中的绿泥石以及非粘土矿物中石英、方解石、斜长石含量与孔容之间呈负相关关系,烃源岩中的孔隙可能会随其含量的增高而减少,高岭石含量与孔容之间相关性较差,表明烃源岩孔隙可能不受其影响.此外,烃源岩中孔隙发育及分布还受有机质类型、丰度、热演化程度、粘土矿物排列形式、非粘土矿物的次生变化等因素的影响.