川西坳陷中段新场地区天然气研究及气源对比

经过大量学者多年的研究总结,川西坳陷中段新场地区具备良好的生、储、盖等成藏组合。结合地质背景及碳同位素、轻烃的研究,认为新场地区天然气主要是Ⅲ型干酪根的煤型气,气藏主要分布在上三叠系的须二段和须四段,以及中侏罗系、上侏罗系地层中。     

柴达木盆地东坪地区侏罗系分布及基岩岩性预测

柴达木盆地东坪地区东坪1井天然气的发现揭开了柴达木盆地基岩天然气藏勘探的序幕。勘探和研究认为,东坪地区基岩气藏以侏罗系烃源岩为气源,纵向上通过断裂、裂缝系统迁移,横向上通过不整合面、优质砂体运移,在花岗岩和片麻岩基岩中聚集成藏。因此,侏罗系分布和基底岩性预测是该区基岩气藏勘探的关键问题。通过CEMP勘探结合重磁资料研究,明确了侏罗系的分布,预测了东坪-冷湖地区基岩分布及特征,与钻井吻合良好,对东坪-冷湖地区的基岩气藏勘探具有指导意义。     

柴达木盆地东坪地区侏罗系分布及基岩岩性预测

柴达木盆地东坪地区东坪1井天然气的发现揭开了柴达木盆地基岩天然气藏勘探的序幕。勘探和研究认为,东坪地区基岩气藏以侏罗系烃源岩为气源,纵向上通过断裂、裂缝系统迁移,横向上通过不整合面、优质砂体运移,在花岗岩和片麻岩基岩中聚集成藏。因此,侏罗系分布和基底岩性预测是该区基岩气藏勘探的关键问题。通过CEMP勘探结合重磁资料研究,明确了侏罗系的分布,预测了东坪—冷湖地区基岩分布及特征,与钻井吻合良好,对东坪—冷湖地区的基岩气藏勘探具有指导意义。     

川中与川西地区陆相煤成气地球化学特征差异

对四川盆地川中与川西地区陆相气藏天然气组分、碳同位素和氢同位素数据进行分析。结果表明:川西地区上三叠统须家河组和侏罗系天然气以干气为主,川中地区上三叠统须家河组天然气以湿气为主;天然气中甲烷含量、干燥系数和氮气含量等在川西地区纵向上有规律变化。川中地区上三叠统天然气甲烷碳同位素轻于川西地区天然气甲烷碳同位素;乙烷碳同位素值除川中八角场大安寨组气藏部分气样表现为油型气外,川中地区须家河组气藏和川西地区须家河组、侏罗系气藏均为煤型气。造成上述差异的主要原因是:川西地区须家河组在须三段沉积末期就进入生烃门限,川中地区须家河组直到早侏罗世才开始生烃。川西地区侏罗系次生气藏是须家河组气源在高压下以混合相通过断裂形成的,川中地区须家河组气藏主要以游离相汇聚至物性较好的砂体中。     

英吉苏凹陷英南2气藏天然气成因判识

依据英南2井天然气组分特征、碳同位素特征及成藏时间等方面的研究,对英南2气藏成因进行了探讨,认为英南2气藏为一经后期调整的次生气藏。天然气为奥陶纪晚期—志留纪早期生成并保存在志留系和奥陶系上部储层中的凝析气、原油伴生气和加里东末期生成的干气的混合气,也可能有一些原油裂解气的混入。石油伴生气和凝析气是英南2井天然气高氮、富集重烃的根本原因。后期裂解干气的注入是英南2井天然气碳同位素较重的主要原因之一。扩散作用在华力西—印支期这一漫长地质时间内为奥陶系和志留系气藏保持其湿气藏特征和氮气的富集起到了重要作用。喜马拉雅晚期,古生界气藏沿断层运移到侏罗系聚集成藏,并在进入侏罗系储层后有少量的煤成气混入,进一步使天然气碳同位素变重。     

川西坳陷侏罗系天然气气源对比研究

川西坳陷侏罗系天然气具有δ13C1<δ13C2<δ13C3 的正常系列分布特征,为典型的热催化成因的煤型气,天然气母质类型主要为腐殖型。通过岩石组合特征分析,认为侏罗系天然气大部分来源于上三叠统须五段源岩,须四段和侏罗系本身源岩（如自流井组暗色泥岩）可能也有一定贡献;轻烃特征研究也说明了须五段源岩对侏罗系天然气有较大的贡献;δ13C1-Ro关系更进一步说明了侏罗系天然气主要来源于须五段烃源岩,而孝-新-合地区须四段和自流井组源岩可能有一定程度的贡献。     

中国高含硫化氢天然气成因初探

高含硫化氢天然气主要分布在四川盆地川东北地区三叠系飞仙关组渡口河、罗家寨、普光、铁山坡等飞仙关组气藏（T1f）和渤海湾盆地冀中坳陷晋县凹陷东北部孔店组孔一段-沙河街组沙四段（Ek^1-Es^4）气藏中。硫化氢含量分布在40％～92％，属世界上硫化氢含量最高气藏之一。笔者通过对这两个地区70余口取心井的5000m岩心观察和取样测试分析，特别是对石膏、硫磺、黄铁矿和天然气的硫同位素分析，以及油、气地球化学的综合研究，认为这两个地区高含硫化氢天然气均属硫酸盐热化学还原反应（TSR）成因，     

塔里木东部满东1井志留系天然气成因与成藏期初步分析

满东1气藏的发现是塔里木盆地东部地区油气勘探获得新突破的重要标志。本文充分利用目前所获得的大量地质和地球化学资料,从天然气的组份特征、成因类型、成熟度和气源对比等方面对该井天然气的成因进行了分析,认为满东1井天然气属于海相腐泥型天然气,来源于寒武系-下奥陶统海相过成熟烃源岩,烃类气体组成具有油裂解气的特征。海相泥质烃源岩中氨基粘土矿物在过成熟阶段分解并氧化,形成大量的氮气,导致满东1气藏高含氮气。包裹体和埋藏史研究结果表明满东1气藏成藏过程复杂,主要成藏期为燕山喜马拉雅期。     

准噶尔盆地石南地区侏罗系-白垩系间风化壳的发现及其地层学意义

本文综合利用测井、录井、钻井等多种井资料,对准噶尔盆地腹部石南地区引起争议的“杂色泥岩”的古生物群化石组合特征,粘土矿物特征,岩性、电性特征等进行了研究。通过孢粉组合的时代对比和粘土矿物分析,证明了“杂色泥岩”是一个区域风化壳,确定了白垩系与侏罗系的界线以及“杂色泥岩”的原始沉积时代,并且通过岩性、电性特征对该风化壳的结构进行了研究。研究表明：该风化壳平面上具有分带结构,垂向上具有分段结构,各段的测井响应特征明显;“杂色泥岩”的原始沉积属于侏罗系西山窑组,石南地区普遍缺失头屯河组;“杂色泥岩”上覆的白垩系清水河组为超覆,下伏的侏罗系西山窑组被削截。据此,对该地区白垩系与侏罗系（K／J）、侏罗系头屯河组与西山窑组（J2t／J2z）地层界线进行了重新划分,建立了新的分层方案。     

塔里木盆地库车坳陷烃源岩生成甲烷的动力学参数及其应用

根据压力下黄金管封闭体系热模拟实验结果 ,应用 Kinetics和 GOR- Isotope Kinetics专用软件 ,获得了塔里木盆地库车坳陷三叠系—侏罗系烃源岩的生烃动力学参数及碳同位素动力学参数。库车坳陷侏罗系煤、煤系泥岩及三叠系泥岩热解生成甲烷具有各自的活化能分布范围 ,分别是 197～ 2 6 8k J/ mol、180～ 2 6 0 k J/ mol、2 14～2 89k J/ m ol,频率因子各为 5 .2 6 5× 10 1 3s- 1、9.76 1× 10 1 1 s- 1、2 .2 70× 10 1 4s- 1 ,反映它们的生烃行为有所差异 ;其相应的碳同位素动力学参数也有差别 ,平均活化能分别是 2 2 8k J/ mol、2 0 5 k J/ mol、2 31k J/ mol。在此基础上 ,应用这些动力学参数 ,并结合地质背景 ,进一步探讨了依南 2气藏天然气的成因和运聚成藏模式。研究表明 ,依南 2气藏天然气主要来源于库车坳陷阳霞凹陷中心侏罗系煤系烃源岩 ,主要聚气时间为 5～ 0 Ma,对应 Ro 为 1.2 5 %～ 1.95 % ,天然气散失率为 2 5 %～ 30 %。该研究对塔里木盆地 ,乃至我国其他地区天然气藏的成因评价与成藏过程研究具有参考和借鉴意义。     

八角场气田煤型气藏的成藏过程研究

通过对八角场气田煤系地层研究发现,岩石中的有机包裹体大部分都充填在石英颗粒内的溶蚀孔或溶蚀缝中,石英次生加大边极少见,构造裂缝中没有包裹体。有机包裹体大小一般小于5μm,而且大多低于3μm,其丰度一般低于5%,主要为气态烃+盐水溶液二相和气态烃相。包裹体均一温度主峰在100~120℃。自生伊利石形成年龄分布为111~118Ma。香四段气藏的油气注入过程开始于中侏罗世晚期—晚侏罗世早期,早白垩世形成了大量包裹体,晚白垩世—喜山期包裹体的形成逐渐停止,自生伊利石停止生长。根据流体包裹体均一温度及自生伊利石年龄的分布,晚白垩世—喜山期为气藏形成的主要时期。     

煤与瓦斯突出过程中气压时空演化规律

煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的地质灾害之一。近年来,随着采掘深度不断增加,地应力与瓦斯压力不断加大,突出次数也日益频繁,同时由于煤矿井下开采活动,使煤岩体中地应力场发生变化,在掘进工作面或回采工作面前方形成由卸压区、应力集中区和原始应力区组成的三带,给煤与瓦斯突出的预防与治理带来更大的困难。以天府三汇一矿为工程背景,基于相似理论试验模拟了采动条件下的煤与瓦斯突出过程,并分析了突出过程中气压的时空演化规律。研究结果表明:突出的发展是煤体由突出启动点向周围逐渐破坏并抛出的过程,相对突出强度为8.79%,且突出过程具有阵发性,表现为煤体的间歇式多次抛出和气压的反复升降,其中突出口附近气压的升幅较大,达到69.2%,而远离突出口处气压表现为短时间内急剧下降,之后缓慢下降并逐渐趋于大气压;突出过程中气压等压面近似以突出口为中心呈球面分布,且气体解吸区域近似呈球壳状逐渐向外扩展,球壳的扩展速度约为130 mm/s,球壳附近气压梯度较大。     

淮北矿区煤层气资源及移动式抽放技术

淮北煤田位于能源缺乏的华东腹地,探明有丰富的煤炭储量,富集大量的煤层气(即瓦斯)资源,尤其4个向斜盆地,资源丰富.煤层气既是一种洁净的能源,又是威胁煤矿安全生产的一种有害气体.查明煤矿地质条件及瓦斯富集区,在工作面回采前,选用移动式局部瓦斯抽放泵站,顺煤层布置钻孔抽放瓦斯,能够解决采煤工作面瓦斯超限,消除瓦斯动力现象,且投资少,见效快.     

Low-temperature gas from marine shales: wet gas to dry gas over experimental time

Marine shales exhibit unusual behavior at low temperatures under anoxic gas flow. They generate catalytic gas 300° below thermal cracking temperatures, discontinuously in aperiodic episodes, and lose these properties on exposure to trace amounts of oxygen. Here we report a surprising reversal in hydrocarbon generation. Heavy hydrocarbons are formed before light hydrocarbons resulting in wet gas at the onset of generation grading to dryer gas over time. The effect is moderate under gas flow and substantial in closed reactions. In sequential closed reactions at 100°C, gas from a Cretaceous Mowry shale progresses from predominately heavy hydrocarbons (66% C₅, 2% C₁) to predominantly light hydrocarbons (56% C₁, 8% C₅), the opposite of that expected from desorption of preexisting hydrocarbons. Differences in catalyst substrate composition explain these dynamics. Gas flow should carry heavier hydrocarbons to catalytic sites, in contrast to static conditions where catalytic sites are limited to in-place hydrocarbons. In-place hydrocarbons and their products should become lighter with conversion thus generating lighter hydrocarbon over time, consistent with our experimental results.     

祁连山冻土区天然气水合物烃类气体组分 的特征和成因

祁连山冻土区天然气水合物DK-2科学钻探试验孔水合物储集层岩心气样的烃类气体组分和C同位素分析测试结果表明,祁连山冻土区天然气水合物烃类气体组分复杂,除甲烷外,还含有较高的乙烷和丙烷;δ13C1均大于-50‰,R值普遍小于100,显示出明显的热解气特征。结合钻探区的地质背景和岩性特征,初步判断气体大多来源于深部迁移上来的油型气,并有部分原地煤成气的混合。     

SF_6气体示踪法测定低透气性高瓦斯煤层瓦斯抽放半径

针对目前应用较多的瓦斯抽放半径测定方法——相对瓦斯压力测定法与实际情况偏差较大问题,以神华乌海能源公司平沟煤矿16号低透气性高瓦斯煤层为研究对象,在井下1606工作面施工瓦斯抽放试验钻孔,采用SF6气体示踪法测定工作面瓦斯的抽放半径,并比较了不同抽放半径的瓦斯抽放效果。实测结果表明,SF6气体示踪法所测定的瓦斯抽放半径使瓦斯抽采效率显著提高,该方法为煤层预抽瓦斯钻孔间距的设计提供了依据,可以在低透气性高瓦斯煤层的瓦斯抽放半径测定中推广使用。     

A numerical simulation of gas flow during coal/gas outbursts

Summary A model of the gas flow in airways during an instantaneous outburst of coal and gas is formulated and solved numerically using MacCormack's explicit finite-difference scheme. This model is based on the assumption that geological structures, in-situ stresses and high-gas-pressure gradients play important roles in initiating an outburst, with the gas content and gas-pressure gradients being the most dominant factors. The fluid-dynamic processes that occur after an outburst are computed by the numerical integration of the complete time-dependent Navier-Stokes equations. The mixture velocity, the density and the gas-concentration profiles in both time and space domains (immediately after an outburst) are presented. The global results are useful in gaining an improved understanding of gas-flow patterns during coal/gas outbursts and in determining the range of the disturbance so that effective methods of control can be developed.Nomenclature a speed of sound - C gas concentration (mass) - C _v specific heat at constant volume - C _p specific heat at constant pressure - CFL Courant-Friedrichs-Lewy number - E total energy of the mixture - F the vector defined in Equation 27 - G the vector defined in Equation 28 - h entropy - h _i entropy at inlet - J _xi diffusion flux in the i-direction - k thermal conductivity of a gas - M Mach number - P pressure of a mixture (the partial pressure of gas) - P gas pressure - P _a atmospheric pressure     

稀有气体与轻稳定同位素气体地球化学的应用研究

稀有气体与CO2、CH4、N2等气体及其同位素的结合研究是近年迅速发展的研究体系。本文综述了2种体系的同位素指标以及CO2/3He、CH4/3He、N2/Ar等比值指标在地质领域的研究与应用情况,简述了N2、O2等气体与稀有气体在探索地球大气演化模式方面的概况。     

宁东矿区瓦斯风化带内的瓦斯异常分析

在瓦斯风化带内开采煤层,瓦斯一般不会对生产构成主要威胁,但笔者在宁东矿区某矿瓦斯风化带内施工地质检查孔时却发现了高浓度的甲烷气体。通过区域地质分析和工程探测研究,发现该区域因受地质构造影响,在顶板砂岩中有游离瓦斯聚集,经过针对性钻孔抽采,3个月抽采了近200万m³的纯瓦斯。这说明在封闭条件下的瓦斯风化带内,仍可能出现瓦斯集中赋存的区域。     

The experience of mapping of Baikal subsurface gas hydrates and gas recovery

Lake Baikal is the only fresh-water lake where natural gas hydrate accumulations were found in sediments. For the recent decade, Baikal has become a natural laboratory for investigation of the properties of gas hydrates, their indicators, and recovery of gas from subsurface (subbottom) gas hydrates. We present the main results of subsurface gas hydrate mapping and gas recovery test near the delta of the Goloustnaya River.