“煤成油”—能源勘探的一个新领域

含煤地层中以腐殖型有机质为主的成煤物质在成煤过程中、特别是在沥青化过程中形成的“煤成油”已经成为能源勘探中的具有极大吸引力的一个重要方向。我国的油田多为陆相成因,属高含蜡质油,含油岩系与煤系共生或有密切关系。“煤成烃”理论,尤其是“煤成油”理论无论在理论上或实践中都存在许多需要解决的问题。“煤成油”理论所涉及的问题综其根本不外三个主要方面:一是煤及煤的各组成部分的成油能力和鉴定特征;二是形成物的运移,特别指的是初次运移;三是烃源对比和源源对比。而实用意义则在于对煤成油分布规律的研究和对开发的经济可行性的评价。     

煤油气共生矿井围岩气多因素耦合区域预测技术——以鄂尔多斯盆地黄陵矿区为例

围岩气异常涌出已成为严重威胁煤油气共生矿井安全高效开采的新的隐蔽致灾因素。以煤油气共生矿井围岩气储集层分布为基础,结合对围岩气控气要素的分析,提出了基于地质构造、岩性（砂岩透镜体和砂体上倾尖灭）、围岩气储集层分布和煤炭开采采动影响等多因素耦合下的煤油气共生矿井围岩气区域综合预测技术。采用该技术对黄陵二号煤矿2号煤层围岩气分布进行了区域综合预测,将矿井围岩气区划为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级,并指出了矿井围岩气重点防范区域,减少围岩气防御面积近30%。     

沉积盆地铀-油(气)共生机理

产于含油(气)盆地中的地浸砂岩型铀矿床与油(气)关系密切,在空间上常与油(气)藏呈共生关系。文章认为其成矿条件和控矿因素相似,并且具有成因联系是二者共生的主要原因。砂岩型铀矿和油(气)藏具有相似的成矿大地构造背景、岩相古地理条件、容矿地层、岩性圈闭、构造控矿条件和有机质基础;在成因上油(气)中的不同组分及其次生矿物对铀有重要的吸附和还原作用,是铀沉淀富集的重要因素之一,铀等放射性元素的存在也有利于油气的生成。由于成矿机理的差异性,砂岩型铀矿与油(气)藏属于异体共生矿床,二者的产出位置并不完全重叠,砂岩型铀矿的产出位置往往更靠近盆缘,且在油(气)储层上方,或以单一矿种产出。     

黄陵矿区富油煤对流加热原位转化开发效果数值模拟

有效开发富油煤提取石油对缓解我国油气紧张具有重要的现实意义,地下原位开采对流加热技术是富油煤有效开发的主要技术之一。以黄陵矿区延安组富油煤层为例,将高温蒸汽和氮气作为加热介质,采用地下原位转化开采对流加热的技术手段,分别研究2种加热介质在不同注入压力下的开采效果与能量回报率。结果表明：当注入气体的温度为400℃时,注蒸汽开采的加热效率更高,相同注入压力下注蒸汽开采将地层干酪根开采完所需要的时间小于注入高温氮气,二者比例为0.52～0.68,节省时间效果明显,注蒸汽开采与注氮气开采的天然气总产量比例为1.07～1.11,油总产量比例为0.82～0.85,二者差值随注入压力的增加而逐渐减小。注蒸汽开采与注氮气开采的能量回报率比例为1.754～2.363,注蒸汽开采注入压力为6 MPa时能量回报率在4.99 a达到峰值1.796,注氮气开采均未达到能量正收益。无论哪种加热介质,增加注入压力都能够缩短加热反应时间,有利于提高注蒸汽能量回报率。注氮气开采的地层流体有效渗透率较高,利于油气在地层中流动。注蒸汽开采在富油煤清洁开采方面具有优越性,为富油煤清洁开采的具体生产过程提供一定的数据参考依据。     

榆神府矿区富油煤多尺度孔隙结构特征

利用富油煤提油炼气是弥补我国油气供给不足的重要措施,而富油煤的孔隙发育特征及其渗透能力等方面的研究是开发利用富油煤的基础工作。以榆神府矿区富油煤为研究对象,采用低温液氮吸附法、压汞法、核磁共振法以及气渗透法等多元手段对富油煤多尺度孔隙结构进行分析,并开展富油煤全段孔隙表征研究。基于富油煤多尺度孔隙结构测试结果,开展富油煤孔隙特征与传统低阶煤样差异性讨论。结果发现:榆神府矿区富油煤微小孔隙极为发育,占比高达70%以上,大孔、中孔发育相对不足,仅占总孔隙的25%~30%;核磁共振结果与低温液氮吸附法、压汞法联合表征结果对比发现,联合低温液氮吸附法与压汞法可较好地表征煤样全段孔隙;相较于传统低阶煤,富油煤具有较大的孔比表面积与低温氮吸附量,分别为27.48 m2/g、40~50 cm3/g,具备富油煤提油炼气的良好物性条件。      

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。      

黄陵矿区2^#煤层煤岩及煤相特征分析

应用煤岩学与地球化学相结合的研究方法,探讨了黄陵矿区2#煤层的煤岩学特征及煤相类型。研究表明：2#煤层显微煤岩组分以镜质组为主,煤层从底部到顶部煤相由潮湿森林沼泽向开放沼泽过渡,包含五个次级演化层序,潮湿森林泥炭沼泽相是煤层煤相类型的主体,水动力条件较弱,成煤植物以木本植物为主,形成环境整体上为潮湿—覆水环境。     

南襄盆地泌阳凹陷油、碱共生的地质条件

南(阳)襄(樊)盆地泌阳凹陷是一个油、碱共生的蒸发岩盆地,已探明规模石油与天然碱(NaHCO3和Na2CO3·3NaHCO3)地质储量。原油分为成熟油和未熟(低熟)油,成熟油储集于碎屑岩中,未熟(低熟)油储集于白云岩的裂缝和孔洞之中,而天然碱矿的围岩就是白云岩(裂缝和孔洞中也有天然碱赋存)。其地质特征与美国绿河盆地和犹英塔盆地十分相似,油碱共生受控于大地构造背景、古地貌、古地理、古气候、古沉积环境和物质来源等地质条件。     

典型盆地煤与油页岩共生成矿物质及古气候分析

选取煤与油页岩共生典型盆地山东黄县盆地、辽宁抚顺盆地、黑龙江依兰盆地和内蒙古金宝屯盆地,综合分析了其成矿物质特点,认为共生背景下煤岩中的低等动植物和油页岩中的高等植物均比单一矿种下含量高。这一规律可用于勘探、开发煤或油页岩单一矿种时预测其共生矿种存在的可能性。对古气候的分析表明,气候变换在一定程度上制约着煤与油页岩的共生模式,这种共生模式可为古气候研究提供一定依据,反之,通过古气候的变迁也可帮助勘探、开发共生背景下的煤与油页岩。     

中国煤型气区的构造环境、典型气藏及勘探方向Ⅰ--上古生界煤型气

主要论述以上古生界为烃源岩的典型煤型气藏的地球化学特征、形成时的构造环境与气藏类型及找气前景。华北聚煤区为最有利地区,并总结出煤型气藏形成的2种构造环境和4种成藏类型:裂谷活动构造环境中的古潜山自生自储型（苏桥型）、古生新储型（文留型）和克拉通稳定构造环境中的复合型（鄂尔多斯型）及自生自储型。前述4种气藏类型应为今后该区煤型气勘探的主要类型。此外,还对上述两种构造环境中的煤层气问题进行了扼要讨论。     

中国煤型气区的构造环境、典型气藏及勘探方向Ⅰ——上古生界煤型气

主要论述以上古生界为烃源岩的典型煤型气藏的地球化学特征、形成时的构造环境与气藏类型及找气前景。华北聚煤区为最有利地区,并总结出煤型气藏形成的２种构造环境和４种成藏类型：裂谷活动构造环境中的古潜山自生自储型（苏桥型）、古生新储型（文留型）和克拉通稳定构造环境中的复合型（鄂尔多斯型）及自生自储型。前述４种气藏类型应为今后该区煤型气勘探的主要类型。此外,还对上述两种构造环境中的煤层气问题进行了扼要讨论。     

神府矿区5-2煤层富油煤赋存特征及资源潜力评价

随着煤炭清洁高效利用的推广以及黄河流域中段高质量发展的需求,榆林地区煤炭产业转型升级势在必行,而富油煤开发正是转型发展的重要方向之一。基于大量钻孔数据,结合井下实地采样化验结果及区域地质资料,详细分析神府矿区5-2煤层的焦油产率特征和富油煤的赋存特征。采用层次分析法,将资源赋存、煤层赋存、开发技术和社会环境效益4个因素作为主要指标,并细分10个评价参数,建立富油煤资源潜力评价体系。结果表明:神府矿区5-2煤层焦油产率平均值为9.81%,富油煤整体上发育良好;富油煤赋存特征主要为焦油产率高、整体发育稳定、局部存在差异性、面积广、潜力巨大等;研究区富油煤资源开发潜力平均综合得分77.34分,属于资源富集有利区;划分出2个资源有利区,面积约为700 km2,煤层厚度均大于5 m,焦油产率大于9%,富油煤储量超过2 000 Mt,主要包括红柳林井田、柠条塔井田、张家峁井田、大柳塔井田、大海则井田、石窑店井田、青龙寺井田,为下一步富油煤勘探开发指明了方向。      

黄陇侏罗纪煤田西部构造机理及控煤规律

古构造控制的基底古地形隆坳并存,对彬长及麟北详查区煤层聚集影响较大,且规律性明显.众多河流向坳陷洼地浅湖淤填使巨厚煤层形成于坳陷洼地呈环带状展布.在今后的找煤与勘探工作中,采用综合勘探技术对厚煤层变薄及缺失和基底构造形态予以精确控制,是满足高产高效矿井对地质条件精度要求的必要.     

煤型气储层的测井评价技术

为了科学选取煤型气勘探与开发的测井方法,完善煤型气储层的测井评价技术,在大量调研基础上,通过对煤型气产出机理及影响因素的再认识,经过分析比较煤层气与煤成气两类煤型气储层的差异,并分别研究两类储层的测井探测技术,进而分析煤型气储层的测井评价内容及技术要求,提出了煤型气储层测井评价技术的优选方案:综合分析具体研究区块储层特征,对煤层气储层选择相应测井方法识别煤层,对煤成气储层选择相应测井方法识别渗透性砂岩,再计算储层参数,开展产能评价和储量计算。研究表明,常规测井是定性识别煤型气储层的有效方法,优选出的煤层气和煤成气测井评价技术可以很好地完成煤型气的定量评价。     

柴达木盆地致密油形成的地质条件及勘探潜力分析

柴达木盆地具备致密油形成的地质条件。柴达木盆地大面积分布的中下侏罗统（J₁₊₂）半深湖相泥岩、第三系下干柴沟组（E₃）、上干柴沟组（N₁）半深湖及深湖相烃源岩和与其互层或位于其附近的滨浅湖相砂体或碳酸盐岩构成了对致密油形成非常有利的源储共生关系。柴北缘侏罗系湖相烃源岩有机碳平均1.85%,有机质类型以Ⅰ-Ⅱ₂型为主,处于成熟-高成熟阶段,具有较好的生油潜力。柴西第三系烃源岩有机碳一般在0.4%~1.2%,有机质类型以Ⅰ-Ⅱ₁型为主,R_O分布在0.4%~1.2%范围内,处于生油窗内。与国内其它盆地相比,柴西第三系烃源岩具有烃转化率较高的特点。碎屑岩储集空间以残余粒间孔和溶蚀孔隙为主,孔隙度3.8%~10.2%,渗透率0.1~2.0×10-3 μm2,储层具有单层厚度较薄、纵向上多层叠加、累计厚度较大、平面上多油层复合叠置分布的特点。碳酸盐岩储集空间以溶蚀孔和层间收缩缝为主,孔隙度5%~7%,渗透率0.2~0.7×10-3 μm2,储层层数较多,单层厚度薄,多沉积相带控制,具有横向广覆连片分布的特点。古构造斜坡区和生油凹陷中心是致密油分布集中区。致密油可能的成藏组合包括源内包裹组合、源上广覆组合、源下依伏组合和源侧披覆组合等四种。柴达木盆地致密油资源丰富、潜力大,初步估算资源量在8.16~10.46×108 t。通过成藏条件分析,认为柴西扎哈泉-乌南、小梁山-南翼山、七个泉-跃进和柴北缘冷湖等四个有利勘探区带可作为近期致密油勘探的首选目标。     

地震勘探技术在新汶矿区的应用及提高矿区勘探精度的对策

对新汶矿区近年来的地震勘探工作进行了总结和回顾.地震勘探对煤层的控制精度优于对断层的控制,对落差5 m以上断层的勘探精度约为一半.文章还提出了提高地震勘探精度的设想与建议.     

吐哈盆地煤成油的同位素地球化学证据

分析了吐哈盆地原油和下侏罗统煤系源岩全烃、族组分和正构烷烃分子碳同位素 ,并与国内外已知煤成油进行了对比研究 ,旨在为吐哈盆地煤成油提供同位素地球化学证据。研究表明 :吐哈盆地原油 δ13C分布于 - 2 5.1‰～ - 2 7.8‰之间 ,平均值 - 2 6.6‰ ( 4 7) ;与中下侏罗统煤系源岩氯仿沥青“A”δ13C分布范围和平均值基本一致 ;与国内外已知煤成油 δ13C可以对比 ;原油 δ13C饱 分布于 - 2 5.2‰～ - 2 8.2‰之间 ,平均值 - 2 6.9‰ ( 2 8) ;δ13C芳 位于 - 2 4 .7‰～ - 2 7.1‰范围 ,平均值在- 2 5.9‰ ( 2 7) ;δ13C非 的分布范围为 - 2 5.1‰～ - 2 7.3‰ ,平均值 - 2 6.3‰ ( 2 6) ;δ13C沥 分布在- 2 5.2‰～ - 2 8.1‰范围 ,平均值 - 2 6.9‰ ( 2 1) ;与氯仿沥青“A”族组分 δ13C的分布范围与平均值基本相似 ;与我国已知煤成油 δ13C饱 和 δ13C芳 的分布范围和平均值也类似 ;原油正构烷烃分子碳同位素具有随碳数增大而变轻的特征 ;C7～ C2 7正构烷烃δ13C大致分布于 - 2 2‰至 - 32‰之间 ;氯仿沥青“A”正构烷烃分子碳同位素基本落在原油正构烷烃分子碳同位素的分布范围内 ;与我国已知煤成油类似 ,因此 ,吐哈盆地原油确系煤成油     

台湾金矿的化探与综合勘探

台湾金矿的化探与综合勘探刘家军，陶正章（成都理工学院，成都６１００５９）关键词金矿，化探，综合勘探，台湾台湾的金矿主要为岩金矿，形成于燕山晚期－喜马拉雅山早期（０．９～１．６Ｍａ）。岩金矿周围几乎均有砂矿产出。岩金矿主要分布在两个区域：（１）中央山脉...     

陕西省富油煤资源潜力及开发建议

碳达峰、碳中和目标要求下,陕西作为煤炭资源大省,煤炭资源的低碳开发与利用势在必行。基于陕西五大煤田的5 000余组煤质数据,研究陕西省煤炭资源中煤焦油产率的变化规律为:陕北三叠纪煤田>陕北侏罗纪煤田>陕北石炭–二叠纪煤田≈黄陇侏罗纪煤田>渭北石炭–二叠纪煤田,划分出3种富油煤类型:富油煤型、富油煤–高油煤型、富油煤–含油煤型。按照煤炭资源量计算办法,全省已经查明的煤炭资源中富油煤+高油煤资源量为1 550.33亿t,内蕴焦油资源量144.5亿t;预测出陕西省2 000 m以浅煤炭资源总量中富油煤+高油煤资源量为3 845亿t,内蕴焦油资源325亿t;并对富油煤资源控制程度进行划分。分析富油煤的成因机理,指出变质程度、沉积相及物质组成和埋藏条件等为富油煤形成的主要影响因素。针对目前煤炭开发中存在的资源浪费问题,提出一种富油煤原位地下热解多煤层协同开采的资源开发新思路。