中国稻田甲烷产生和排放研究 Ⅱ.模式研究和减排措施

主要介绍了近 2 0年来稻田甲烷排放的模式研究和排放量的估算以及减少稻田甲烷排放的措施。数值模式是估算稻田甲烷排放量的一条有效途径 ,模式的研究现在正处于发展阶段。介绍了几个主要的模型 ,既有物理过程模型也有经验模型。年排放量的估算范围为 6 79～ 4 1 4Tg ,随着技术的发展和大量实验的进行估算值的精度正得到不断的提高。减排措施是减少稻田甲烷排放的必要手段 ,但是目前的减排技术均处于研究阶段 ,应用还不成熟     

煤层气在煤储层中的扩散及其影响因素

煤层气在煤储层中的扩散是指从煤基质孔隙表面上解吸的煤层气运移到割理系统的主要过程。发生扩散的前提条件是气体浓度差的出现，衡量扩散能力大小的重要参数是扩散系数。前者为由解吸速度、解吸气量和煤层气产量、井孔压力降等因素控制的动态参数，而后者为主要受扩散物质性质、扩散介质特征、扩散系统的温度、压力和孔隙结构形态等因素影响的静态参数。煤层气在煤储层中的扩散量与煤层气浓度差和扩散系数呈正比关系。     

南海北部冷泉碳酸盐岩和石化微生物细菌及地质意义

通过对2002年广州海洋地质调查局在南海北部海域拖网采集的碳酸盐岩样品进行岩石、矿物、微量元素和同位素特征的研究,证实在南海水合物远景区发育有冷泉碳酸盐岩。冷泉碳酸盐岩形态类似于烟囱,主要由方解石、伊利石、石英、黄铁矿和一种未知的矿物组成。保存了很可能是石化的甲烷氧化和硫酸盐还原细菌。碳酸盐岩矿物的δ^13CPDB为-51.24‰～-51．757‰。碳酸盐岩矿物的页岩标准化稀土元素配分模式具无Ce和Eu异常、微弱的轻稀土亏损和中稀土富集特征,表明形成于还原的缺氧环境,显示了冷泉碳酸盐岩的特征,指示在南海北部水合物远景分布区内冷泉活动的近海底可能发育有水合物。     

Adsorption Mechanism and Kinetic Characterization of Bituminous Coal under High Temperatures and Pressures in the Linxing‐Shenfu Area

The majority of coalbed methane(CBM) in coal reservoirs is in adsorption states in coal matrix pores. To reveal the adsorption behavior of bituminous coal under high-temperature and high-pressure conditions and to discuss the microscopic control mechanism affecting the adsorption characteristics, isothermal adsorption experiments under hightemperature and high-pressure conditions, low-temperature liquid nitrogen adsorption-desorption experiments and CO2 adsorption experiments were performed on coal samples. Results show that the adsorption capacity of coal is comprehensively controlled by the maximum vitrinite reflectance(Ro, max), as well as temperature and pressure conditions. As the vitrinite reflectance increases, the adsorption capacity of coal increases. At low pressures, the pressure has a significant effect on the positive effect of adsorption, but the effect of temperature is relatively weak. As the pressure increases, the effect of temperature on the negative effect of adsorption gradually becomes apparent, and the influence of pressure gradually decreases. Considering pore volumes of pores with diameters of 1.7-100 nm, the peak volume of pores with diameters 10-100 nm is higher than that from pores with diameters 1.7-10 nm, especially for pores with diameters of 40-60 nm, indicating that pores with diameters of 10-100 nm are the main contributors to the pore volume. The pore specific surface area shows multiple peaks, and the peak value appears for pore diameters of 2-3 nm, indicating that this pore diameter is the main contributor to the specific surface area. For pore diameters of 0.489-1.083 nm, the pore size distribution is bimodal, with peak values at 0.56-0.62 nm and 0.82-0.88 nm. The adsorption capability of the coal reservoir depends on the development degree of the supermicroporous specific surface area, because the supermicroporous pores are the main contributors to the specific pore area. Additionally, the adsorption space increases as the adsorption equilibrium pressure increases. Under the same pressure, as the maximum vitrinite reflectance increases, the adsorption space increases. In addition, the cumulative reduction in the surface free energy increases as the maximum vitrinite reflectance increases. Furthermore, as the pressure increases, the surface free energy of each pressure point gradually decreases, indicating that as the pressure increases, it is increasingly difficult to adsorb methane molecules.     

煤层气富集高产的主控因素

对煤岩的生储气能力、煤储层渗透率、煤层气保存条件等影响煤层气高产富集的主控因素进行了分析。煤岩组分和煤变质程度是影响煤层生储气能力的主控因素。煤层的储气能力与温度、压力、灰分及水分含量等亦有关。煤层的渗透率取决于煤层本身的裂隙系统,而裂隙的发育程度又与煤变质程度及构造活动的强弱相关。煤层气的保存则取决于顶底板的封盖能力、构造活动、水动力环境等条件。煤层气成藏条件是煤层气基础地质研究中的核心问题,应加强研究。     

基于微孔充填模型的页岩储层吸附动力学特征分析

微孔填充是吸附质分子在吸附剂纳微孔隙中、较高平衡压力下表现出来的一种吸附特征,以此为基础发展起来的热
力学理论在确定吸附剂微观结构及吸附性能研究方面起到了巨大推动作用。基于此,该文重点探讨了甲烷在页岩中吸附时
填充率θ、特征能量E、特征系数n、微分吸附功A 、吸附热Q、吸附焓ΔH 及吸附熵ΔS 的变化关系。结果表明：特征系数n
取1较为适当;温度升高特征能量E 值略降,3组样品E 值范围4.14~5.63 kJ/mol;随着θ 的不断增加,A ,Q ,｜ΔH ｜及｜
ΔS ｜等参数值逐渐降低,各能量参数随吸附进行而发生较为规律的变化,无突变。结果认为,热力学参数一定程度上代表
了TOC 及Ro 等参数的综合效应,受单一因素干扰性不强。将计算的Q 及ΔS 等热力学参数与四川盆地志留系龙马溪组页岩的
相应参数进行了对比,进一步表明四川盆地该套龙马溪组页岩具有巨大的页岩气勘探和开发潜力。     

北极斯瓦尔巴特群岛及邻区天然气水合物分解对气候、海洋环境和生物的影响

天然气水合物是一种潜在的巨量能源,但其分解释放的甲烷可能对全球气候与海洋环境产生巨大影响。然而,人们目前对天然气水合物分解产生的环境和生物效应的了解还不够全面。北极地区的斯瓦尔巴特群岛及邻区的海底和冻土层中蕴含大量甲烷,对气候变化十分敏感,是人们研究天然气水合物对气候变化的响应机制和其分解对生态环境影响的绝佳场所。系统总结了斯瓦尔巴特群岛及邻区水合物分解的气候与环境效应,发现目前研究区水合物分解产生的甲烷进入大气的年际通量不大,对全球气候的影响可能有限;水合物分解对海底滑坡起到催化剂的作用,但不是首要因素;海底水合物分解释放的甲烷能打破原有的化学平衡、生产力分布规律与输送机制、生物耦合关系甚至不同栖息地间的连通性,进而影响底栖生物群落。这些认识对研究天然气水合物开采对生态环境可能造成的影响和采取相应防治措施具有一定的借鉴意义。     

内蒙古西部额济纳旗地区X井油气显示特征与油气源探讨

根据内蒙古额济纳旗地区X井白垩系额济纳旗组、侏罗系麻木鸟苏组、古生界顶面风化壳等不同层段的油气显示特征和钻井泥浆烃类气体组分、甲烷C同位素的分析结果,认为侏罗系和白垩系油气显示特征相同,为油与气显示,气体样品的干燥系数(C_1/C_总)为0.80～0.87,甲烷C同位素δ~(13)C_1为-48.19‰～-50,87‰,表现了低成熟热解气的特征;古生界风化壳为气显示,天然气干燥系数(C_1/C_总)为0.91～0.92,甲烷C同位素δ~(13)C_1为-21.56‰-30.91‰,表现了高成熟热解气的特征.该井及邻区的中生界、古生界烃源岩干酪根类型及其演化程度具有显著的差别,中生界烃源岩以低成熟混合型干酪根为主,古生界烃源岩为成熟-高成熟(或过成熟)的混合型-腐泥型干酪根.表明该区存在以中生界侏罗系-白垩系低成熟烃源岩为油气源的油气系统和古生界高成熟(或过成熟)烃源岩为气源的油气系统,指示了古生界油气资源前景.     

三江平原毛果苔草湿地CH4排放研究

用密闭不透明箱 -气相色谱法对三江平原毛果苔草湿地进行了近两年的观测研究 ,结果表明 :三江平原毛果苔草湿地全年甲烷排放通量有着明显的季节变化 ,在非冰冻期 (5～ 10月 )CH4通量范围在 4 .6 4～ 2 1.4 8mg·m-2 ·h-1之间 ,平均值为 11.15mg·m-2 ·h-1;冰冻期 (11月到次年 4月 )CH4通量范围在 0 .4 6～ 4 .30mg·m-2 ·h-1之间 ,平均值是 1.6 9mg·m-2 ·h-1。经估算 ,三江平原毛果苔草湿地全年CH4排放总量为 0 .2 32 4Tg/a-1。     

内陆水体好氧甲烷氧化过程研究进展

内陆水体是全球碳循环的关键组成部分,是大气中甲烷(CH4)的重要来源,每年从内陆淡水与自然湿地排放进入大气的CH4约为185～357 Tg/a.通常,内陆水体中CH4主要由分布于水层底部的厌氧区或沉积层内的产甲烷菌介导产生,其向水层表面传输的过程中易被甲烷氧化菌所氧化.甲烷氧化菌可分为好氧甲烷氧化菌和厌氧甲烷氧化菌,有...