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精准饲喂对个体奶牛甲烷排量的影响 被引量：1
1
作者 叶岩 崔振兴 +4 位作者 李源源 杨存志 侯云涛 李尧 孙先明 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期156-161,共6页
反刍动物奶牛的甲烷排放是农业温室气体主要排放源之一,而采食量是影响个体奶牛甲烷排量的重要因素,故研制个体奶牛精准饲喂系统和利用甲烷检测装置分析奶牛采食量对甲烷排量的影响,对提高奶牛健康水平、提高饲料利用率和奶牛科学饲养... 反刍动物奶牛的甲烷排放是农业温室气体主要排放源之一,而采食量是影响个体奶牛甲烷排量的重要因素,故研制个体奶牛精准饲喂系统和利用甲烷检测装置分析奶牛采食量对甲烷排量的影响,对提高奶牛健康水平、提高饲料利用率和奶牛科学饲养管理能力等方面均具有重要意义。为此,设计了个体奶牛精准饲喂系统和甲烷检测装置,利用个体奶牛穿戴式“牛衣”和牧场内主体框架分布网点固定安装相结合的方法,采集对照组和试验组各3头奶牛采食前后奶牛后肠道甲烷排量和奶牛嗳气与呼吸的甲烷排量。研究表明,个体奶牛精准饲喂系统可依据奶牛个体差异实现饲料的定量饲喂,相同条件下精准饲喂和自由采食的个体奶牛甲烷排量和产奶量有差异但不显著,且随着个体奶牛采食量增加,甲烷排量会随之升高,说明饲喂量与甲烷排量之间存在正相关关系。 展开更多
关键词 精准饲喂 甲烷排量 奶牛
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深部煤层气赋存相态与含气性演化 被引量：1
2
作者 唐书恒 郗兆栋 +4 位作者 张松航 孙粉锦 段利江 田文广 王玫珠 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期91-100,共10页
我国深部煤层气实现了单井日产万方及规模性商业开发的重大突破,彰显出深部煤层气巨大的资源潜力,成为我国天然气增产的重要补充。然而,受“高温、高压、高地应力”影响下的深部煤层气藏地质特征与开发特征均显著区别于浅埋藏条件下的... 我国深部煤层气实现了单井日产万方及规模性商业开发的重大突破,彰显出深部煤层气巨大的资源潜力,成为我国天然气增产的重要补充。然而,受“高温、高压、高地应力”影响下的深部煤层气藏地质特征与开发特征均显著区别于浅埋藏条件下的煤层气藏。目前在深部煤层气藏的成藏演化、富集模式、改造机制及开发效果评价等一些关键性基础问题上仍缺乏针对性和系统性研究。以华北地区石炭−二叠系深部煤层气的勘探开发资料为基础,重点探讨了深部煤层气赋存相态及其演化特征,揭示了深部煤层含气性与埋深的耦合关系、赋存相态识别方法及其演化模式。展望了当前深部煤层气从地质勘探到开发评价存在的主要科学问题以及未来的发展趋势。结果显示:基于保压取心、绳索取心的测试资料和煤层气井生产曲线特征是识别深部煤层气体赋存相态的3类有效手段,其中联合绳索取心的含气性测试和等温吸附试验是定量评估深部煤层气体相态准确且简便的有效方法。煤层含气性和气体赋存相态受内因(煤阶、物质组成、孔裂隙系统等)和外因(温度、压力、保存条件等)协同控制。埋深大是深部煤层富集游离气的基础,而保存条件好是深部煤层富集游离气的关键。考虑我国华北地区深部石炭−二叠系中、高煤阶煤经历了复杂的埋藏演化过程,提出了考虑温度、压力及构造改造强度的煤层含气赋存相态的4类演化模式,分别为深埋深藏−构造改造程度强、深埋深藏−构造改造程度弱、深埋浅藏−构造改造程度强和深埋浅藏−构造改造程度弱。煤层气藏经历的差异构造演化是导致不同区块甚至同一区块深部煤层含气性特征具有显著区别的重要因素。深埋深藏—构造改造弱的演化模式有利于游离气的富集,是深部煤层气勘探开发的有利区带。深部煤层气兼具“常规”和“非常规”2种属性,当前对深部煤层气的成藏、富集、改造及产出等多方面的基础性科学问题仍然认识薄弱,应重点解决深部煤层气成藏演化与产出效应的关键性基础问题,以期助推我国实现煤层气产业的新突破。 展开更多
关键词 煤层气 深部 含气性 成藏 演化
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采空区煤自燃与瓦斯复合灾害防控研究进展及挑战 被引量：9
3
作者 秦波涛 马东 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期392-408,共17页
采空区煤自燃与瓦斯复合灾害是煤矿最严重的灾害之一,往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。为了进一步提高防控采空区复合灾害的能力,分析了采空区的漏风、瓦斯运移集聚和煤自燃火灾是发生煤自燃与瓦斯复合灾害的主要形成要素,指出了... 采空区煤自燃与瓦斯复合灾害是煤矿最严重的灾害之一,往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。为了进一步提高防控采空区复合灾害的能力,分析了采空区的漏风、瓦斯运移集聚和煤自燃火灾是发生煤自燃与瓦斯复合灾害的主要形成要素,指出了复合灾害具有耦合性、隐蔽性、不确定性、动态性、继发性和严重性的主要特征;提出了复合灾害防控技术体系,系统阐述了目前我国在煤自燃与瓦斯复合灾害动态演化特性、复合灾害辨识与预警技术、采空区绿色高效防灭火技术、复合灾害惰化抑爆技术和复合灾害应急处置技术等方面的最新研究成果及进展。但是,随着我国煤矿开采深度和强度的增大,开采环境发生剧烈变化,采空区复合灾害问题也日趋严重复杂,采空区煤自燃诱发瓦斯爆炸的重特大事故仍时有发生。针对采空区煤自燃与瓦斯复合灾害高效防控的迫切需求,通过分析最近发生的采空区煤自燃与瓦斯复合灾害事故,凝练出复合灾害耦合致灾风险的精准预判与评估、复合灾害信息的精准获取、封闭区域的合理选择、灾害区域的精准定位和智能定向处置是当前复合灾害高效防控面临的四大挑战,并提出了相应的研究方向和内容,为防范与遏制采空区煤自燃与瓦斯复合灾害事故、保障我国煤炭安全高效开采提供借鉴。 展开更多
关键词 采空区 复合灾害 煤炭自燃 瓦斯爆炸 灾害防控
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甲烷在钠基蒙脱土吸附的第一性原理研究 被引量：1
4
作者 方志杰 李博 +4 位作者 宋昌辉 刘美玲 何秋芝 刘翔 莫曼 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期8-14,共7页
随着经济的发展,能源需求日益增加,为了弥补国内少油缺气短板,页岩气的开发成为近期新能源的热点,探索页岩气储存规律是页岩气能源开发的关键所在.本文采用密度泛函理论的第一性原理方法,计算甲烷(CH_(4))在钠基蒙脱土表面和层间的吸附... 随着经济的发展,能源需求日益增加,为了弥补国内少油缺气短板,页岩气的开发成为近期新能源的热点,探索页岩气储存规律是页岩气能源开发的关键所在.本文采用密度泛函理论的第一性原理方法,计算甲烷(CH_(4))在钠基蒙脱土表面和层间的吸附能,对比吸附前后的态密度和物理结构以及差分电荷密度.结果表明:钠基蒙脱土表面吸附中,甲烷最佳选择是桥位,吸附能为-0.08eV,被吸附后甲烷的键长和键角变化率均小于0.96%.层间吸附中,伴随着甲烷吸附量增加,纳基蒙脱土体积向c轴方向线性增加,a、b轴方向则变化不大.总态密度随着吸附量的增加,总能级数量也增加,甲烷分子的分波态密度峰向低能级移动.本文的研究成果,从原子角度分析了甲烷在蒙脱石表面以及层间的吸附能力,为解释页岩气在页岩储存规律提供理论依据. 展开更多
关键词 钠基蒙脱土 第一性原理 甲烷 吸附 态密度
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中国深部煤层气研究与勘探开发现状及其发展趋势 被引量：4
5
作者 鞠玮 陶树 +4 位作者 杨兆彪 程家耀 尚海燕 宁卫科 吴春龙 《石油实验地质》 北大核心 2025年第1期9-16,共8页
深部煤层气的资源潜力巨大,是中国非常规天然气未来规模性增储上产的重要领域。为查明中国深部煤层气研究及勘探开发现状,基于中国知网和万方数据知识服务平台,系统检索并分类统计中国深部煤层气论文,以其为基础分析中国深部煤层气研究... 深部煤层气的资源潜力巨大,是中国非常规天然气未来规模性增储上产的重要领域。为查明中国深部煤层气研究及勘探开发现状,基于中国知网和万方数据知识服务平台,系统检索并分类统计中国深部煤层气论文,以其为基础分析中国深部煤层气研究现状,探讨其发展趋势,可为发展深部煤层气适应性勘探开发技术提供借鉴。论文年代分布体现了中国深部煤层气研究和产业发展历程:初期探索阶段(1994—2005年)、缓慢发展阶段(2006—2015年)、稳中求进阶段(2016—2020年)和快速发展阶段(2021年以来)。地质—工程“双甜点”预测是深部煤层气开发地质领域的重点研究内容,在地质、工程参数量化表征的基础上,借助三维地质与地质力学建模,开展深部煤层气勘探开发地质—工程一体化研究是保障效益开发的关键路径。煤储层天然裂缝的产出状态及发育程度显著影响压裂改造效果,压裂前后缝网体系的连通性是决定深部煤层气开发效果的重要指标。深部煤层气开发技术及其适用性是未来需重点探讨的方向之一,深化理论认识、定量刻画地质—工程条件、全方位解析影响因素是决定中国深部煤层气进一步快速发展的基础和关键。鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、四川盆地、塔里木盆地等盆地内部深部—超深部煤层气将是研究和勘探开发重点。 展开更多
关键词 深部煤层气 发展历程 地质—工程一体化 缝网连通性 开发技术
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深层高阶煤层CO_(2)-ECBM技术研究与应用启示——以沁水盆地晋中地区为例 被引量：2
6
作者 郑永旺 崔轶男 +3 位作者 李鑫 肖翠 郭涛 张登峰 《石油实验地质》 北大核心 2025年第1期143-152,共10页
深层高阶煤层资源潜力大,但具有“强吸附、难解吸”的特点,常规开发方式难以实现效益动用。与化学驱、热力驱等其他提高采收率技术相比,CO_(2)-ECBM(CO_(2)地质封存及强化煤层开采)技术具有节能减排和提高煤层气采收率双重效益。为明确C... 深层高阶煤层资源潜力大,但具有“强吸附、难解吸”的特点,常规开发方式难以实现效益动用。与化学驱、热力驱等其他提高采收率技术相比,CO_(2)-ECBM(CO_(2)地质封存及强化煤层开采)技术具有节能减排和提高煤层气采收率双重效益。为明确CO_(2)吸附、解吸特性,论证CO_(2)-ECBM技术提高深层高阶煤层气采收率可行性,助力深层高阶煤层气产能释放,以沁水盆地晋中地区为研究对象,开展深层高阶煤层CO_(2)吸附、解吸特征研究实验。研究结果表明,随着平衡压力的增加,煤层对CH_(4)的吸附量逐渐增加,而受煤层孔裂隙发育特征及CO_(2)特征影响,煤层对CO_(2)的吸附量呈先持续上升再在临界压力附近骤降后大幅上升的特征。深层高阶煤层对CO_(2)的吸附能力约为CH_(4)的2~5倍,超临界CO_(2)在煤层中的吸附能力更强,CO_(2)的敏感解吸压力为CH_(4)的3/4,且吸附于煤层后,CO_(2)呈现出明显的吸附、解吸滞后特征,大比例CO_(2)以吸附封存和残余封存形式滞留在煤层中无法脱附,成为实现大规模封存CO_(2)和替换CH_(4)的有利条件。通过实验结果分析,明确了深层高阶煤层气开展CO_(2)-ECBM具备大幅提高采收率的可行性。矿场应用中,可通过超前注气、加大注入压力等方式提高气藏压力水平,提升竞争吸附效率,同时低敏感解吸压力也表明注入CO_(2)后返排率较高,需考虑CO_(2)循环利用。 展开更多
关键词 深层煤层气 高阶煤 CO_(2)-ECBM 竞争吸附 矿场应用启示
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中国煤层气商业开发典型案例及启示 被引量：2
7
作者 李勇 熊先钺 +4 位作者 徐立富 徐凤银 张伟祺 谢金峰 李昀 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期31-46,共16页
我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德... 我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德浅部中低煤阶、延川南中深煤层、大宁—吉县深煤层和潘河多薄煤层的地面气井开发,以及两淮、晋城和松藻矿区的井下气体(瓦斯)抽采,取得如下主要认识:潘庄、潘河浅部高煤阶含气量高、渗透率较高、水动力较弱,发育向斜−水文控气模式,形成浅部高煤阶单/多支水平井单层开发模式;针对薄−超薄煤层多层综合含气特征,形成直井多组合立体开发模式。保德中低煤阶含气饱和度高、构造稳定且存在生物气补给,发育正向构造−水文控气模式,形成了浅部中低煤阶大平台丛式井合层开发模式。延川南煤层埋藏相对较深、低孔低渗低压、水动力弱,形成中深煤层有效支撑−精细排采开发模式。大宁—吉县西部煤层埋深大、低孔低渗、游离气含量高、水动力弱,形成了深煤层体积压裂−水平井开发模式。两淮矿区发育松软低透气性高瓦斯煤层群,形成中远距离保护层卸压井上下立体开发技术;晋城矿区发育高透气性高瓦斯原生结构煤,形成中厚硬煤层四区联动井上下立体开发技术;松藻矿区发育松软低渗突出煤层群,形成了近距离三区配套三超前增透开发技术。我国煤层气开发突破了深度极限、厚度下限、单类型气体开发和复杂构造背景局限,形成了中国特色煤层气开发地质理论认识。西北和东北地区中低煤阶煤层气、南方复杂构造区煤层气、大型盆地腹部深−超深煤层气开发潜力仍有待进一步挖掘。我国煤层气开发在不同埋深、煤阶、厚度和构造背景下均实现了显著突破,有望推动和引领全球煤层气产业发展新格局。 展开更多
关键词 深层煤层气 浅层煤层气 瓦斯抽采 薄煤层 体积压裂 富集模式 开发模式
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季节性气象因子对生活垃圾填埋场甲烷释放的影响 被引量：1
8
作者 卞荣星 滕晓 +6 位作者 孙治国 朱润泽 牛亚婷 杜欣然 高淑丹 刘克琼 孙英杰 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期2008-2015,共8页
为明确填埋场甲烷释放的时空变化规律及其影响机制,以青岛某生活垃圾填埋场为例,采用静态箱法测定了不同季节甲烷释放通量日动态变化.结果表明,填埋场甲烷释放通量季节变化显著,冬季释放最高为(115.67±65.34)mmol/(m^(2)·h),... 为明确填埋场甲烷释放的时空变化规律及其影响机制,以青岛某生活垃圾填埋场为例,采用静态箱法测定了不同季节甲烷释放通量日动态变化.结果表明,填埋场甲烷释放通量季节变化显著,冬季释放最高为(115.67±65.34)mmol/(m^(2)·h),夏季释放最低为(61.51±74.57)mmol/(m^(2)·h).不同季节的日甲烷释放通量存在明显差异,夏季甲烷释放通量呈现双峰曲线,秋冬季甲烷释放通量呈现单峰曲线.相关性分析表明甲烷释放通量与大气压、大气温度、大气相对湿度、风速、土壤温度、土壤相对湿度显著相关;夏秋季甲烷释放通量与大气相对湿度和大气温度分别呈显著正相关和负相关,而冬季则相反. 展开更多
关键词 甲烷释放 生活垃圾填埋场 气象因子 季节变化 日变化
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煤层气压裂水平井生产动态分析及其渗透率协同演化机制 被引量：1
9
作者 郭建春 张涛 +3 位作者 武玺 赵志红 李宗源 曾杰 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期516-531,共16页
大规模压裂改变了煤层气低产、低效的开发现状,但煤层气压裂井生产动态不清晰、渗透率演化机制不明确,极大地限制了煤层气藏的高效开发。为此,考虑煤层吸附膨胀、裂缝压缩和非稳态蠕变条件下的总应变演化,结合立方定律建立渗透率模型,... 大规模压裂改变了煤层气低产、低效的开发现状,但煤层气压裂井生产动态不清晰、渗透率演化机制不明确,极大地限制了煤层气藏的高效开发。为此,考虑煤层吸附膨胀、裂缝压缩和非稳态蠕变条件下的总应变演化,结合立方定律建立渗透率模型,利用有限体积法(FVM)结合瞬态嵌入式离散裂缝模型(tEDFM)求解压力和渗透率场。依托嵌入式流量交换原理,建立吸附-游离多重采出计算框架,实现压后生产动态分析和产能计算。研究发现:煤层气压裂井生产动态包括初期高产、解吸上升、中期稳产、后期衰减和末期枯竭5个阶段。兰氏压力越大,吸附气上产越快,兰氏压力为2.6 MPa时,1800 d后吸附气主导生产。兰氏体积增加至15 m^(3)/t,解吸附贡献占比持续上升,吸附态甲烷在560 d后成为主要气源。水力裂缝越密集,泄压面积增大显著提升初期产能且衰减越晚。裂缝间距增大3倍,最高产气量减少48%,裂缝半长增加50 m,初期产量增加近1倍。渗透率演化包括损失、恢复和增强3个阶段,裂缝压缩系数为0.03 MPa-1,800 d内损失率高达76%。尽管裂缝闭合造成渗透率损失,当甲烷解吸并采出,膨胀应变减小,使得渗透率进入恢复阶段。压裂规模增大,渗透率恢复越快且程度更高,促进煤层气长效采出。当解吸附应变大于0.06,渗透率在生产后期可恢复并增强至初期的1.2倍。煤层黏弹性模量越低,蠕变造成的渗透率损伤越明显。 展开更多
关键词 煤层气 多尺度渗流 FVM-tEDFM 嵌入式流量交换 多重采出 渗透率演化
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煤储层流体特征、聚气主控因素及富气模式--以鄂尔多斯盆地中东部上古生界为例 被引量：3
10
作者 陈世达 汤达祯 +7 位作者 侯伟 黄道军 李永洲 虎建玲 许浩 陶树 李松 唐淑玲 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第2期385-394,共10页
基于鄂尔多斯盆地中东部探井上古生界岩心的测试化验资料,结合构造、埋深及流体地球化学分析,揭示煤储层流体特征、聚气主控因素及富气模式。研究表明:①1500~1800 m深度段为中浅层开放型流体系统和深层封闭型流体系统的转换深度带,150... 基于鄂尔多斯盆地中东部探井上古生界岩心的测试化验资料,结合构造、埋深及流体地球化学分析,揭示煤储层流体特征、聚气主控因素及富气模式。研究表明:①1500~1800 m深度段为中浅层开放型流体系统和深层封闭型流体系统的转换深度带,1500 m以浅水侵改造强度大,储层压力梯度分布离散,甲烷气存在不同程度的次生生物成因气混入,整体呈富含水、吸附气欠饱和特征;1800 m以深呈现出极低渗储层自封闭特征,水动力侧向封堵和致密盖层围限共同作用形成封闭型流体系统,系统内地表径流入渗微弱,流体次生改造程度低,压力梯度相对统一,大部分层段吸附气含气饱和度超过100%,游离气含量主要为1~8 m^(3)/t,个别层段可超过10 m^(3)/t;②在深部地层温压环境约束下,煤储层聚气能力受控于煤岩煤质、储盖组合和构造位置主导的储集性、润湿性和封闭性,高变质程度、低灰分产率煤和灰岩、泥岩盖层等多因素叠合区聚气优势明显,正向构造高点和宽缓负向构造低点是有利的富气场所,两翼陡坡含气量相对较低。研究成果有助于深化煤储层聚气机理认识,可为深部资源精准选区评价和适应性增产技术创新发展提供有效参数依据。 展开更多
关键词 煤岩气 煤层气 流体系统 封闭性 吸附气 游离气 上古生界 鄂尔多斯盆地
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中国南方煤层气主要地质特点、勘探开发进展及策略 被引量：1
11
作者 郭涛 周亚彤 +2 位作者 金晓波 高小康 彭兴平 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期44-53,共10页
【目的和方法】中国南方多、薄煤层叠置条件下煤层气资源丰富,是我国煤层气勘探开发的重要接替区,近年来煤层气产业取得长足进展,但要实现全面效益开发仍面临诸多挑战。为进一步助推煤层气产业快速发展,总结南方煤层气主要地质特点,梳... 【目的和方法】中国南方多、薄煤层叠置条件下煤层气资源丰富,是我国煤层气勘探开发的重要接替区,近年来煤层气产业取得长足进展,但要实现全面效益开发仍面临诸多挑战。为进一步助推煤层气产业快速发展,总结南方煤层气主要地质特点,梳理勘探开发现状与进展,基于存在问题提出开发对策。【结果】结果表明:南方地区煤层气资源丰富,具有“煤层层数多而薄、累厚大、中−高热演化、高含气,深部高饱和、富含游离气;构造条件与煤体结构复杂”典型特征。勘探开发经历了资源调查与技术借鉴(1989−2009年)、技术探索(2010−2020年)与技术升级及深部煤层气攻关(2021年至今)3个阶段,当前正处于南方深部煤层气地质理论认识提升、适应性有效支撑压裂技术升级优化阶段,有望支撑南方煤层气快速发展。【结论】针对南方煤层气地质特点,提出“加大地震勘探投入,优选构造稳定区,边评价边建产,井组式滚动开发;优化产层组合实施多层大规模压裂合采;优选主力煤层实施水平井分段压裂;加快深部煤层气勘探评价”4项开发建议。发挥多煤层优势、实施有效支撑压裂改造、加快深部煤层气地质评价与选区是南方煤层气走向规模化开发的重要途径。 展开更多
关键词 南方煤层气 多煤层 地质特点 勘探开发 技术策略
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煤中吸附态与游离态甲烷的串联扩散特征及理论表征
12
作者 程远平 易明浩 王亮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期326-339,共14页
厘清煤中孔隙结构对甲烷吸附以及扩散的内在联系是定量评价甲烷解吸量和解吸速度的基础。运用低压氮气和低压二氧化碳吸附法对煤中多尺度孔隙进行了定量表征,获得吸附态和游离态甲烷的赋存场所和运移通道分别为0.38~1.5 nm的填充孔和1.5... 厘清煤中孔隙结构对甲烷吸附以及扩散的内在联系是定量评价甲烷解吸量和解吸速度的基础。运用低压氮气和低压二氧化碳吸附法对煤中多尺度孔隙进行了定量表征,获得吸附态和游离态甲烷的赋存场所和运移通道分别为0.38~1.5 nm的填充孔和1.5~100 nm的扩散孔,在此基础上建立了填充孔吸附态扩散和扩散孔游离态扩散的双孔串联扩散模型,并通过对甲烷解吸实验数据的拟合获得了甲烷扩散参数和孔隙结构参数。结果表明:基于多尺度孔隙甲烷吸附模型计算的甲烷极限吸附量与实测值匹配程度较好,其中90%以上的吸附态甲烷以微孔填充形式赋存于填充孔内,表明煤对甲烷的吸附能力取决于填充孔结构;解吸过程中填充孔内发生吸附态甲烷扩散,并不断流入扩散孔中以游离态扩散的形式流出,其中吸附态和游离态甲烷扩散系数分别处于10^(-13) m^(2)/s和10^(-6) m^(2)/s量级,而填充孔和扩散孔当量孔长分别为0.109~2.855μm和0.525~3.106 mm,对应的当量孔数分别为10^(16)~10^(17)个/g和10^(10)~10^(12)个/g;由于填充孔数量更多、孔长更短,吸附态甲烷浓度更高,煤中吸附态甲烷的质量传输速度要远大于扩散孔内的游离态甲烷,煤中甲烷的解吸主要受到扩散孔中游离态甲烷扩散过程的控制。 展开更多
关键词 孔隙结构 微孔填充 扩散模型 甲烷赋存 煤粒解吸
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四川盆地东南部南川地区煤层气地质特征及富集主控因素 被引量：3
13
作者 何希鹏 汪凯明 +5 位作者 罗薇 高玉巧 刘娜娜 郭涛 周亚彤 武迪迪 《石油实验地质》 北大核心 2025年第1期64-76,共13页
四川盆地东南部南川地区上二叠统龙潭组深层煤层气勘探取得重要战略突破,展现出该区煤层气良好的勘探潜力。为揭示其富集主控地质因素,利用钻井、岩心、测井及实验分析等资料,从龙潭组煤层分布、煤岩煤质、物性、含气性以及可压裂性特... 四川盆地东南部南川地区上二叠统龙潭组深层煤层气勘探取得重要战略突破,展现出该区煤层气良好的勘探潜力。为揭示其富集主控地质因素,利用钻井、岩心、测井及实验分析等资料,从龙潭组煤层分布、煤岩煤质、物性、含气性以及可压裂性特征等方面入手,开展了煤层气地质特征与富集主控地质因素研究。研究表明:(1)龙潭组主力煤层具有分布稳定(厚度2.8~5.7 m)、煤体结构好(主要为原生结构煤)、镜质组含量高(平均含量79.7%)、热演化程度较高(R_(o)平均为1.9%)和灰分产率较低(平均14.3%)的特点,具备形成煤层气藏的基本条件;(2)煤储层为孔隙—裂隙型储层,微孔占比78%,其比表面积占比达99.6%,有利于煤层气的吸附及压裂后渗流;(3)煤层总含气量为14.0~46.7 m^(3)/t,游离气占比为39%~44%,具有“高含气、富含游离气、过饱和”及含气量随埋深增加而增大的特征;(4)研究区地应力适中(35~60 MPa),两向水平应力差异系数小(<0.1),顶底板条件好,可形成良好的应力隔挡,有利于压裂改造;(5)南川地区煤层气富集主控地质因素为沉积环境控制含煤建造、演化程度控制生烃强度、保存条件控制富集程度。 展开更多
关键词 沉积环境 构造作用 保存条件 富集主控因素 深层煤层气 龙潭组 上二叠统 四川盆地
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四川盆地煤层气勘探开发现状与前景 被引量：1
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作者 朱苏阳 刘伟 +3 位作者 王运峰 贾春生 陈朝刚 彭小龙 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第2期185-193,204,共10页
四川盆地煤炭资源丰富,近年来也取得了部分煤层气探井的突破。为了探讨四川盆地建成煤层气生产基地的可行性,研究综述了四川盆地内煤层气藏的层位发育情况,以及川东南和川南地区煤层气开发区块的地质和动态特征。四川盆地内第一个煤层... 四川盆地煤炭资源丰富,近年来也取得了部分煤层气探井的突破。为了探讨四川盆地建成煤层气生产基地的可行性,研究综述了四川盆地内煤层气藏的层位发育情况,以及川东南和川南地区煤层气开发区块的地质和动态特征。四川盆地内第一个煤层气生产基地筠连沐爱矿区地面抽排井已达450余口,连续5 a年产气量超过1.00×10^(8)m^(3);蜀南矿区内生产井数328口,年产气量达0.79×10^(8)m^(3)。然而,盆地内以煤层作为目标层位的煤层气井日均产量不到700 m^(3),但对煤层及附近砂岩层段进行笼统压裂改造的先导探产井却能达到5000~8000 m^(3)/d的规模,这说明四川盆地煤层气生产动态与国内其他煤层气生产基地差异较大,这是源于盆地内多发育薄层以及与致密砂岩互层的构造煤,因此,不能沿用沁水、鄂尔多斯等典型厚煤层的“甜点”评价和开发方式,亟须改变以“煤层”作为煤层气井唯一目标层位的开发思路。实践表明:四川盆地煤层多发育于海陆过渡相地层,虽然煤层自身横向发育并不稳定,但是稳定发育了“煤层+砂岩+泥岩”3种岩性的组合,特殊的岩性组合可以形成“煤—砂—煤”烃源封存箱体,对四川盆地薄互层煤层气的开发和产能建设具有重要意义。另外,四川盆地近年来关停大量煤矿,废弃煤矿中富集的煤层气亟须结合地面钻井开发手段进行二次开发。综上所述,根据四川盆地的地质资源量和现有开采技术,为建设继沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘之后的第三个煤层气产业基地提供了可能。 展开更多
关键词 四川盆地 煤层气 煤系气 薄互层 烃源封存箱体
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深部煤层气勘探开发关键实验技术及发展方向 被引量：5
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作者 闫霞 徐凤银 +11 位作者 熊先钺 王峰 李春虎 张纪远 徐博瑞 成前辉 胡雄 朱学光 梁为 袁朴 冯延青 魏振吉 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期128-141,共14页
【目的】深部煤层气开发具有见气快、单井产量高、资源分布连续稳定等优势,成为天然气增储上产的重要方向,但其勘探开发技术仍面临诸多难题,深部煤层气地质储层特征与工程评价、气水赋存特征与开发机理、生产制度制定和提高采收率方法... 【目的】深部煤层气开发具有见气快、单井产量高、资源分布连续稳定等优势,成为天然气增储上产的重要方向,但其勘探开发技术仍面临诸多难题,深部煤层气地质储层特征与工程评价、气水赋存特征与开发机理、生产制度制定和提高采收率方法等方面的关键实验技术研究薄弱。【进展总结】针对深部煤层和煤层气特点,提出了深部煤层在大尺寸煤样采集、高温高压高应力原位条件、亚纳米−纳米级微孔高精度表征与解吸、含气量准确测定4大方面的挑战,系统分析了深部煤多尺度孔裂隙表征、吸附性和含气性评价、煤岩力学特征及裂缝扩展规律、压后流体赋存−产出开发动态规律等实验技术进展与难点。【展望】针对性提出深部煤层气开发及煤炭原位转化实验的7个发展方向:(1)适用于特低孔、特低渗深部煤层小于2 nm微孔结构的清晰直接观测技术、“微孔大量发育−介孔少−宏孔多”的全孔径多尺度拼接技术及孔裂隙连通结构评价技术;(2)考虑高温高压原位环境下深部煤层润湿性、压裂液侵入、高矿化度影响的原煤等温吸附测试技术;(3)具有高保压率和高保温率、气量可位置追溯的密闭取心装置和原位保压取心技术;(4)高温、高压等多场耦合作用下,基于“纳米科学”的深部煤层微孔气水赋存评价技术和“纳米−微米−毫米”多尺度解吸−扩散−渗流实验技术;(5)适用于深部煤层高应力、低弹性模量、高泊松比特点的原位条件多功能力学实验设备研制及测试技术;(6)适用于提高深部煤层气采收率的储层赋能(微波、激光、电热)、激励增渗改造(电磁脉冲、脉冲超声波、可控冲击波)、注CO_(2)驱替、超临界CO_(2)机械脉动联合等实验技术;(7)适用于深部煤炭原位转化/利用的热解、煤炭地下气化、地热利用、CO_(2)地质封存等实验技术。分析认为,深部煤层气勘探开发的客观需求亟需建立相关实验技术的操作流程标准与规范,以期实现“绿色环保、增渗、促解吸、CO_(2)封存”多重功效,为深部煤层气和深部煤炭的高效开发利用提供重要支持,助力实现“双碳”目标。 展开更多
关键词 深部煤层气 实验 亚纳米−纳米 孔裂隙表征 原位赋存 解吸渗流 含气量测试 提高采收率
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中国畜牧业甲烷排放时空异质性与影响因素分析 被引量：1
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作者 张金鑫 刘军彤 +2 位作者 黄玛兰 王红玲 胡婉玲 《环境科学研究》 北大核心 2025年第6期1184-1194,共11页
强化甲烷排放控制,是顺利实现“双碳”目标的关键。为了科学探究我国畜牧业甲烷排放现状和分布规律,基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)排放因子法,对1997−2022年我国31个省份的畜牧业甲烷排放量(不包含港澳台地区数据)进行了测... 强化甲烷排放控制,是顺利实现“双碳”目标的关键。为了科学探究我国畜牧业甲烷排放现状和分布规律,基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)排放因子法,对1997−2022年我国31个省份的畜牧业甲烷排放量(不包含港澳台地区数据)进行了测算,并利用Dagum基尼系数、Kernal密度、Markov转移矩阵和Lasso回归来研究我国及四大地区畜牧业甲烷排放的时空异质性与影响因素。结果表明:①时空分布上,1997−2022年我国畜牧业甲烷排放整体呈“N”型变化趋势,并于2006年达到峰值,呈“西强东弱”“内陆强沿海弱”的不平衡演变格局。②地区差异上,我国畜牧业甲烷排放地区差异较大,总体差异平均值为0.398,差异的主要来源是地区间差异,平均占比为42.96%;从动态演进来看,我国及四大地区畜牧业甲烷排放具有极强的稳定性,考虑到空间要素后仍具有一定的俱乐部趋同特征。③影响因素上,我国及四大地区畜牧业甲烷排放受经济水平、技术发展和城镇化水平影响,其中城镇化水平会抑制畜牧业甲烷排放。研究显示,我国畜牧业甲烷排放主要源于肠道发酵,总量较大,且呈时空异质性分布。因此,我国应制定差异化的畜牧业甲烷减排政策,加快落实环境规制政策及法律,探索畜牧业低碳养殖模式。 展开更多
关键词 畜牧业 甲烷排放 Dagum基尼系数 Kernal密度 Markov转移矩阵
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直接甲烷中温SOFCs阴极材料SrCo_(0.8)Fe_(0.125)Zr_(0.075)O_(3-δ)的制备与性能研究
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作者 吕秀清 孙海珍 +2 位作者 路敏 何婧 陈绘丽 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1093-1100,共8页
SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)不仅具有较高的氧还原催化活性,还具有优异的离子电子导电性,但SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)结构不稳定、易和CO_(2)反应限制了其在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)中的应用。本工作通过Zr... SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)不仅具有较高的氧还原催化活性,还具有优异的离子电子导电性,但SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)结构不稳定、易和CO_(2)反应限制了其在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)中的应用。本工作通过Zr掺杂来提高SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)的结构稳定性和抗CO_(2)性能,合成了SrCo_(0.8)Fe_(0.125)Zr_(0.075)O_(3-δ)阴极材料,对其结构、热膨胀行为、电导率和抗CO_(2)性能进行了研究。在200–850℃温度范围内,SrCo_(0.8)Fe_(0.125)Zr_(0.075)O_(3-δ)在空气中的最大电导率为321 S/cm、与电解质Ba Zr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.1)Yb_(0.1)O_(3-δ)(BZCYYb)具有良好的化学兼容性。采用阳极支撑型电池Ni-BZCYYb|BZCYYb|BZCYYb-SrCo_(0.8)Fe_(0.125)Zr_(0.075)O_(3-δ),考察了直接以CH4为燃料,SrCo_(0.8)Fe_(0.125)Zr_(0.075)O_(3-δ)作为SOFCs阴极的可行性。在700℃、电池最大功率密度为526 m W/cm^(2)。在650℃、电流密度350 m A/cm^(2)、以97%CH_(4)-3%H_(2)O为燃料的条件下,电池运行50 h电压没有明显下降,表现出良好的稳定性。结果表明,Zr掺杂稳定了SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)的结构、提高了抗CO_(2)性能,SrCo_(0.8)Fe_(0.125)Zr_(0.075)O_(3-δ)可以作为直接CH_(4)为燃料的SOFCs的阴极材料。 展开更多
关键词 SOFCS 甲烷燃料 阴极材料 掺杂
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准噶尔盆地东部隆起煤层气成藏条件与选区评价 被引量：1
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作者 余琪祥 田蜜 +5 位作者 罗宇 杨帆 陈彦鄂 王烽 高玉巧 郭涛 《石油实验地质》 北大核心 2025年第1期117-129,共13页
准噶尔盆地东部隆起具有较好的煤层气勘探前景,开展煤层气选区与评价,将为该区煤层气勘探提供科学依据和勘探方向。利用探井钻测录试资料、岩心分析测试数据和地震资料,开展井—震标定和地震剖面解释,编制了侏罗系八道湾组和西山窑组煤... 准噶尔盆地东部隆起具有较好的煤层气勘探前景,开展煤层气选区与评价,将为该区煤层气勘探提供科学依据和勘探方向。利用探井钻测录试资料、岩心分析测试数据和地震资料,开展井—震标定和地震剖面解释,编制了侏罗系八道湾组和西山窑组煤层连井剖面和煤层厚度分布图;分析了研究区内煤层气气源、煤岩基本特征、储层物性、含气性和保存条件等成藏主控因素。研究表明:(1)西山窑组煤层在沙奇凸起以北五彩湾凹陷—梧桐窝子凹陷连片分布,在沙奇凸起以南则主要分布于吉木萨尔凹陷—吉南凹陷;八道湾组煤层分割性较强,主要分布于凹陷内部分地区。(2)区内存在自源型煤层生物成因气、低成熟热成因气和深部外源型高成熟气条件。(3)煤岩有机组分以惰质组为主,镜质组次之,壳质组少量;煤岩镜质组反射率低(0.39%~0.47%),为低煤级煤;煤岩瓦斯气体成分主要为N_(2)、CO_(2)和CH_(4),其中N_(2)占绝对优势;煤岩总含气量中可燃气体(CH_(4))含量低。(4)煤层气富集成藏模式分为山前断陷富集成藏模式、深部凹陷富集成藏模式和开放斜坡逸散模式。(5)建立了煤层气评价参数和划分标准,五彩湾凹陷、梧桐窝子凹陷、吉木萨尔凹陷和吉南凹陷为煤层气勘探有利区;沙帐断褶带和石钱滩凹陷为较有利区;石树沟凹陷和古城凹陷为不利区。 展开更多
关键词 选区评价 成藏主控因素 富集成藏模式 煤层气 东部隆起 准噶尔盆地
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煤储层改造背景下深部煤层气藏物质平衡方程的建立与应用 被引量：1
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作者 石军太 徐凤银 +9 位作者 曹运兴 李相方 黄红星 王凯 陈明 张硕 吉义天宇 王伟 孙政 李靖 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期200-217,共18页
近些年深部煤层气发展迅速,在多个深部煤层气区块都取得单井日产万方的突破,为了更加科学高效地开发深部煤层气,大幅提高煤层气的采收率,建立合理、可靠且考虑因素全面的煤层气物质平衡方程,并研究深部煤层气藏或气井控制储量、平均煤... 近些年深部煤层气发展迅速,在多个深部煤层气区块都取得单井日产万方的突破,为了更加科学高效地开发深部煤层气,大幅提高煤层气的采收率,建立合理、可靠且考虑因素全面的煤层气物质平衡方程,并研究深部煤层气藏或气井控制储量、平均煤储层压力、不同类型气体产量占比、产能评价指标和最终可采储量具有重要的理论与现实意义。目前考虑游离气、煤基质收缩、溶解气、吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差和煤储层改造影响的煤层气物质平衡方程鲜有报道。首先基于深部煤层气藏物质平衡原理,在常规物质平衡方程考虑应力敏感引起的孔隙压缩、基质收缩、水的膨胀和产水因素的基础上,进一步考虑吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差、煤储层改造引起的煤储层物性参数变化和溶解气的影响,建立了基于煤储层改造背景下的深部煤层气藏物质平衡方程;然后提出了深部煤层气线性拟合的吸附气−游离气−溶解气储量评价方法、平均地层压力显式计算方法、吸附气−游离气−溶解气产量占比评价方法、深部煤层气井产能评价方法和最终可采储量EUR预测方法;最后对提出的方法进行了实例应用,评价了实例井控制的吸附气−游离气−溶解气储量,揭示了深部煤层气井生产过程中吸附气−游离气−溶解气产量占比变化规律,剖析了产能指标变化特征并预测了不同废弃压力下的EUR和煤层气采收率。研究表明:提出的深部煤层气储量评价方法,仅需实测2次以上的平均煤储层压力和对应的累计产气量和产水量数据,即可采用线性拟合的方法,评价出深部煤层气井吸附气−游离气−溶解气的储量;提出的深部煤层气平均地层压力计算方法为显式表达式,避免了隐式求解方法中复杂的计算机编程计算;提出的深部煤层气井吸附气−游离气−溶解气产量占比评价方法,无需在井口安装碳同位素监测装置,可实时评价出不同气体产量占比;提出的综合流体、游离气、吸附气、溶解气和水井底采出指数可以用于识别深部煤层气井工作制度的合理性;提出的深部煤层气井EUR预测方法,可将生产数据整理成视压力p/Z^(*)与累计产气量Gp的直线表达式,给定某一废弃压力,即可预测出深部煤层气井的EUR;实例井生产初期游离气日产气量占比和吸附气日产气量占比相当,在生产过程中,游离气日产气量占比先快速上升后缓慢降低最后逐渐稳定在29%,吸附气日产气量占比则先快速降低后缓慢上升最后逐渐稳定在70%,而溶解气日产气量占比一直较低;当废弃压力分别为4、3和2 MPa时,该深部煤层气井的煤层气采收率分别为37.8%、44.2%和52.4%,降低废弃压力是提高深部煤层气藏采收率较为有效的手段。 展开更多
关键词 深部煤层气 物质平衡方程 游离气 储量评价 煤储层压力 产量占比 产能评价 最终可采储量EUR预测
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大气甲烷超光谱探测敏感性研究
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作者 叶松 马丽 +6 位作者 熊伟 李大成 吴军 罗海燕 李树 王新强 王方原 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期1082-1087,共6页
甲烷是大气中含量增长较快的气体,随着人类工业排放和畜牧业的发展,甲烷气体排放日益增加,且对全球变暖的影响值是二氧化碳的数倍,因此对甲烷的精准检测是应对环境问题的重点与热点。利用SCIATRAN辐射传输模型仿真高分辨率光谱的辐射传... 甲烷是大气中含量增长较快的气体,随着人类工业排放和畜牧业的发展,甲烷气体排放日益增加,且对全球变暖的影响值是二氧化碳的数倍,因此对甲烷的精准检测是应对环境问题的重点与热点。利用SCIATRAN辐射传输模型仿真高分辨率光谱的辐射传输过程,通过控制单一变量改变不同的观测几何和地表参数及气溶胶参数,仿真近地面不同条件的探测环境对甲烷在1.6μm波段的辐亮度光谱变化情况,分析甲烷探测过程中的敏感性参数,研究针对甲烷光谱探测过程中高灵敏度参数和低灵敏度参数进行敏感性结果分析。研究结果表明:太阳天顶角对甲烷辐亮度的影响较为显著,天顶角变化的影响比例高达83%。观测高度在近地面的变化对于甲烷辐亮度光谱的影响最小可忽略不计。气溶胶类型对甲烷辐亮度光谱的影响较小,其中农村型气溶胶和无气溶胶条件下的甲烷辐亮度光谱差距较小;气溶胶光学厚度对甲烷辐亮度光谱的影响成规律性,光学厚度数值增加时,甲烷辐亮度数值随之减小。地表参数对甲烷辐亮度光谱的影响最大,其中不同地表植被覆盖类型之间甲烷辐亮度差值达到66%。不同地表反照率下的甲烷辐亮度也呈规律性变化,地表反照率数值越高,甲烷辐亮度光谱数值越大。研究还通过仿真数据与实测数据之间的对比,验证了SCIATRAN模型对于仿真甲烷光谱的可行性与准确性,为甲烷光谱的反演提供了敏感性数据分析。 展开更多
关键词 甲烷 SCIATRAN模型 气溶胶光学厚度 地表反照率
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