山西省煤系伴生三稀矿产资源研究现状及找矿前景 被引量：14

1

作者 刘东娜 曾凡桂 +3 位作者 赵峰华 王红冬 解锡超 邹雨 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1-7,共7页

为进一步勘探和开发山西省煤系伴生的稀有、稀土、稀散元素(简称三稀元素)矿产资源,在综合以往研究的基础上,统计了山西省煤系伴生三稀元素的含量和赋存特征,同时结合山西省煤炭资源分布特征探讨了煤系伴生三稀矿产资源的找矿前景。结... 为进一步勘探和开发山西省煤系伴生的稀有、稀土、稀散元素(简称三稀元素)矿产资源,在综合以往研究的基础上,统计了山西省煤系伴生三稀元素的含量和赋存特征,同时结合山西省煤炭资源分布特征探讨了煤系伴生三稀矿产资源的找矿前景。结果表明,山西省宁武煤田平朔矿区为煤系伴生锂超大型矿床,北部煤炭基地部分矿区和西山煤田部分矿区具备煤系伴生锂成矿潜力;宁武煤田北部、大同煤田北部、河东煤田北部及西山煤田局部地区具备煤系伴生镓成矿潜力;沁水煤田和西山煤田山西组含煤岩系的伴生稀土元素均有一定的工业开发利用价值;省内六大煤田含煤岩系中尚未发现其他达到工业利用品位的伴生三稀元素矿床。初步研究成果对指导山西省煤系伴生矿产资源开发、煤炭资源可持续发展和粉煤灰高效利用具有实际意义。 展开更多

关键词 含煤岩系 稀有、稀土、稀散元素矿产资源 勘探开发潜力

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山西省沁水煤田云泉矿区煤中硫赋存规律及地质成因研究

2

作者 郭强 张鹏 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第6期13-18,共6页

以煤质煤岩数据和以往钻孔资料为基础,查明了云泉矿区9号煤层中高硫煤主要分布在矿区的南部,15号煤层高硫煤主要分布在矿区的东南部与北部。通过相关性分析发现,云泉矿区灰成分指数K与黄铁矿硫含量呈正相关关系,促进了黄铁矿硫的形成;... 以煤质煤岩数据和以往钻孔资料为基础,查明了云泉矿区9号煤层中高硫煤主要分布在矿区的南部,15号煤层高硫煤主要分布在矿区的东南部与北部。通过相关性分析发现,云泉矿区灰成分指数K与黄铁矿硫含量呈正相关关系,促进了黄铁矿硫的形成;而煤灰成分中Fe_(2)O_(3)的含量与全硫和硫化铁硫含量呈正相关关系。通过煤相分析发现,云泉矿区在形成的过程中经历了较为频繁的海进海退,煤中硫的含量和形态受到海水影响较大。 展开更多

关键词 沁水煤田 云泉矿区 高硫煤 煤中硫 赋存规律 地质成因

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基于机器学习的煤系致密砂岩气储层分类研究——以鄂尔多斯盆地DJ区块为例 被引量：1

3

作者 要惠芳 赵明坤 陈强 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期260-270,共11页

鄂尔多斯盆地DJ区块煤系致密砂岩气储层为特低孔隙度和渗透率储层,强非均质性是储层预测和评价的关键难题。利用1880块岩芯柱塞孔渗及33组压汞分析资料,计算了流动层段指数和孔喉半径概率累积分布函数,优选了基于流动层段指数(FZI)的流... 鄂尔多斯盆地DJ区块煤系致密砂岩气储层为特低孔隙度和渗透率储层,强非均质性是储层预测和评价的关键难题。利用1880块岩芯柱塞孔渗及33组压汞分析资料,计算了流动层段指数和孔喉半径概率累积分布函数,优选了基于流动层段指数(FZI)的流动单元3分类方案;为解决不同类型砂岩样本数量失衡的问题,对734组宏观岩石相等类别型数据及数值型测井数据进行了二次分层抽样均化采样处理,重构了数据子集;通过参数设定—训练—建模—测试—性能评估的交互验证法优选了建模参数,构建了无监督和有监督2类7种算法的机器学习模型,分别为K均值聚类、朴素贝叶斯、决策树、支持向量机、深度学习、随机森林和梯度提升树;并依据平衡分数f_(1)得分大小确定了梯度提升树学习和深度学习2个最优分类模型。研究结果表明:基于FZI流动单元的砂岩分类,能显著降低非均质性对渗透率预测精度的影响;与无监督方法相比,有监督的、积极的机器学习类方法更契合砂岩流动单元分类原则;梯度提升树学习算法能利用岩石相、成岩相、沉积微相等类别型数据建模,可用于流动单元成因特征等基础地质方面的研究,而深度学习对测井等数值型数据处理能力更强,适合于渗透率预测等工程应用;实现致密砂岩流动单元合理分类的机器学习模型并不惟一,可结合数据类型和研究目的优选算法独立构建。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 致密砂岩 非均质性 流动单元 机器学习 渗透率 储层预测

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黏土矿物类型对煤力学非均质性影响的分子机制

4

作者 张彬 孙蓓蕾 +7 位作者 王德璋 康天合 冯智杰 李立功 李昊洋 梁晓敏 朱文庆 张俊爽 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2567-2580,共14页

煤层气是我国重要的非常规天然气资源,但无机矿物影响下的煤储层具有强烈的力学非均质性,存在已成功使用的工程技术在其他煤层气井不适用的情况,深入研究煤中无机矿物与有机质的相互作用及其对煤力学非均质性的影响机制具有重要的意义... 煤层气是我国重要的非常规天然气资源,但无机矿物影响下的煤储层具有强烈的力学非均质性,存在已成功使用的工程技术在其他煤层气井不适用的情况,深入研究煤中无机矿物与有机质的相互作用及其对煤力学非均质性的影响机制具有重要的意义。利用分子模拟对比分析了高岭石、伊利石和蒙脱石3种典型黏土矿物与无烟煤有机质的相互作用范围、位置和强度及差异性,阐明了不同黏土矿物对煤孔隙率的影响规律,揭示了煤力学非均质对黏土矿物类型的响应特征。结果表明:高岭石或伊利石与煤有机质的径向分布函数呈双峰特性,同时存在氢键作用和范德华力,而蒙脱石的径向分布函数呈单峰分布,相互作用以范德华力为主,占总能量变化的89.36%,不存在氢键作用;矿物分子进入到煤有机质后会相互堆叠填充,形成具有一定的非均质性且形状不规则的纳米孔隙结构,相同矿物含量下,含不同矿物类型煤的孔隙率大小顺序为:蒙脱石>伊利石>高岭石;黏土矿物与煤有机质的相互作用强度主要取决于黏土矿物分子的尺寸,呈反比例关系;不同高岭石含量下,无烟煤的体积模量、弹性模量和剪切模量非均质性可分为5个部分,存在变异性极高的区域,而含伊利石和含蒙脱石无烟煤除了剪切模量存在高变异区域,其他力学参数均处于低变异范围以下,高岭石对无烟煤力学非均质的影响程度要大于伊利石和蒙脱石的影响。研究成果将为预测煤储层力学性质的变化规律且根据煤中不同黏土矿物特征有针对性的制定储层改造措施和开发方案提供力学依据。 展开更多

关键词 无烟煤 黏土矿物类型 力学性质 非均质性 分子模拟

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屯兰区块煤层气井压裂特征多尺度分析 被引量：2

5

作者 李鸿雨 宋晓夏 +3 位作者 刘威 李伟 陈伟东 王昱 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期148-158,共11页

为探究屯兰区块煤层气井压裂特征,以太原西山屯兰区块2号煤层为研究对象,通过对采煤工作面揭露的XST-167、XST-168、XST-176和XST-177四口煤层气井进行地质编录、煤样宏观特征描述及CT分析,从多尺度研究煤层的压裂特征。结果表明:研究... 为探究屯兰区块煤层气井压裂特征,以太原西山屯兰区块2号煤层为研究对象,通过对采煤工作面揭露的XST-167、XST-168、XST-176和XST-177四口煤层气井进行地质编录、煤样宏观特征描述及CT分析,从多尺度研究煤层的压裂特征。结果表明:研究区煤层气井附近煤层主要分布斜交裂隙组成的“X”型压裂裂隙,在XST-177煤层气井附近有“T”型压裂裂隙。石英砂与压裂裂隙壁碰撞、摩擦产生煤粉,煤粉充填在裂隙内,对煤层气的产出有阻碍作用。通过对XST-168、XST-177二口煤层气井揭露的井筒进行对比,发现XST-177煤层气井的压裂效果更好,更有利于煤层气的产出。煤层气井附近的煤大多为碎裂煤、碎粒煤,水力压裂破坏了煤体的原生结构,使煤体硬度降低,裂隙显著增加。部分煤样可以观测到石英砂镶嵌其上,主要集中在煤的层理面上,说明石英砂被压进煤层后,主要沿水平缝向煤层内延伸,与此处的最大主应力方向保持一致。通过CT扫描技术,对受压裂影响的煤样(压裂煤)和未受压裂影响的煤样(正常煤)进行扫描,发现压裂煤T1、T2中裂隙宽度大于100μm的裂隙分别占总裂隙体积的58.8%和48.5%,裂隙数量上分别为23407条和19679条,而正常煤T3中裂隙宽度大于100μm的裂隙仅占总裂隙体积的1.7%,裂隙数量仅为3504条,T1、T2较T3的裂隙宽度更宽,裂隙数量更多,说明压裂作用使煤样裂隙宽度和数量明显增加,压裂煤内部的孔裂隙更发育。 展开更多

关键词 煤层气 屯兰区块 多尺度 水力压裂裂隙 计算机断层扫描技术

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西山煤田古交矿区煤层气藏水文地质特征及其控气作用 被引量：20

6

作者 朱亚茹 孙蓓蕾 +3 位作者 曾凡桂 夏鹏 张鹏 游永键 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期759-769,共11页

煤层气藏的水文地质条件是控制煤层气运移、散失、分布和富集的重要因素之一。以西山煤田古交矿区为研究对象,分析产出水离子浓度、水质水型、矿化度和煤层含气量分布特征,结合地下水动力场分布特征,划分区域水文地质单元,并讨论不同单... 煤层气藏的水文地质条件是控制煤层气运移、散失、分布和富集的重要因素之一。以西山煤田古交矿区为研究对象,分析产出水离子浓度、水质水型、矿化度和煤层含气量分布特征,结合地下水动力场分布特征,划分区域水文地质单元,并讨论不同单元内含气量分布特征及地质控制机理。结果表明:(1)该区煤层气井产出水离子以Na^+,HCO_3^-为主,水型主要为NaHCO_3型,该区煤层气井产出水矿化度介于632~2 512 mg/L,属于淡水-微咸水;(2)根据折算水位和矿化度分布特征将矿区划分为补给径流区、滞留区以及过渡地带的弱径流区3种水文地质单元,滞留区含气量最高,弱径流区次之;(3)古交矿区煤层气的富集成藏受构造、水文地质条件双重控制,在屯兰中部形成单斜-水力封堵型煤层气藏,为全区煤层气最为富集区,东曲断层比较发育,形成地垒-水力封堵型煤层气藏,为煤层气较为富集区。 展开更多

关键词 西山煤田 古交矿区 煤层气 水文地质特征 控气作用 含气量 产出水矿化度

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太原西山煤田古交区块煤层气成藏地质单因素分析 被引量：11

7

作者 刘燕海 刘东娜 +4 位作者 常锁亮 陈强 常泽光 邹雨 程剑波 《中国煤炭》 北大核心 2017年第4期38-42,47,共6页

为了分析太原西山煤田古交区块内影响煤层气成藏的地质因素,本文从含煤岩系地层分析入手,讨论了煤储层顶底板岩性与厚度、煤层厚度、煤岩煤质、煤化程度、储层埋深、区域构造热事件以及地质构造与煤层气成藏之间的关系。研究结果表明,... 为了分析太原西山煤田古交区块内影响煤层气成藏的地质因素,本文从含煤岩系地层分析入手,讨论了煤储层顶底板岩性与厚度、煤层厚度、煤岩煤质、煤化程度、储层埋深、区域构造热事件以及地质构造与煤层气成藏之间的关系。研究结果表明,煤层顶底板厚度与储层气含量不具有明显的相关性;气含量与煤储层厚度呈正相关,与煤中灰分、挥发分和水分含量呈负相关。含煤岩系煤储层至少经历了三次生烃高峰,煤层热演化是影响煤层气生成量的主控因素;区内主体向斜和正断层的断裂构造是控气的主要原因。研究区煤层气成藏主要受控于煤化作用与构造特征,同时受煤储层埋藏深度和煤层厚度影响,是多种因素影响下综合作用的结果。 展开更多

关键词 太原西山煤田 煤层气成藏 相关性分析 地质因素

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山西大同塔山井田煤中Sr的赋存特征

8

作者 门昌钰 宋晓夏 +3 位作者 马宏涛 李伟 阎纪伟 高文萱 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期164-173,共10页

大同煤田石炭-二叠系煤层中广泛分布有印支期和燕山期火成岩,使煤层发生接触变质作用。以往的研究表明塔山井田5222巷煤中微量元素Sr异常富集,接触变质煤和正常煤中Sr含量最大值分别为3067μg/g和2729μg/g,平均含量为1165μg/g,是世界... 大同煤田石炭-二叠系煤层中广泛分布有印支期和燕山期火成岩,使煤层发生接触变质作用。以往的研究表明塔山井田5222巷煤中微量元素Sr异常富集,接触变质煤和正常煤中Sr含量最大值分别为3067μg/g和2729μg/g,平均含量为1165μg/g,是世界煤中Sr平均含量的10.6倍,但其赋存特征尚不清楚。通过对塔山井田5222巷煤和辉绿岩岩墙进行系统采样,综合运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM-EDS)对样品进行Sr元素和主量元素含量测定及矿物学分析,结合元素相关性分析和逐级化学提取等方法,研究了煤中Sr的赋存状态。煤中Sr与P_(2)O_(5)的显著相关性和逐级化学提取试验得出,Sr可能主要与含磷矿物(磷灰石)和硅酸盐矿物(黏土)结合;扫描电镜分析得出这2类矿物紧密交互共生,磷灰石的种类包括呈六方柱形的氟磷灰石和嵌入在黏土矿物中呈细小分散粒状的羟基磷灰石。 展开更多

关键词 塔山井田 煤 SR 磷灰石 赋存状态

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山西省晋城矿区太原组煤中锂的富集机理

9

作者 李健 张绍韡 +3 位作者 王红冬 解锡超 鲁馨 肖珍 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期137-138,共2页

煤炭是种特殊的沉积有机岩石,其形成过程复杂,在其形成过程中的特殊地质和地球化学条件下,可以富集战略性金属,并且在丰度上可以和传统的金属矿床相当,在规模上可以形成大型或超大型金属矿床(代世峰等,2022)。为揭示山西省晋城矿区太原... 煤炭是种特殊的沉积有机岩石,其形成过程复杂,在其形成过程中的特殊地质和地球化学条件下,可以富集战略性金属,并且在丰度上可以和传统的金属矿床相当,在规模上可以形成大型或超大型金属矿床(代世峰等,2022)。为揭示山西省晋城矿区太原组煤中锂的富集机理,选择典型煤矿进行了系统采样测试,探讨煤中锂的赋存特征与物源特征,以期为寻找和开发煤中战略性金属矿产资源提供理论指导。 展开更多

关键词 煤中锂 富集机理 晋城矿区

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沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井煤层气地球化学特征及成因 被引量：10

10

作者 刘超 冯国瑞 曾凡桂 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期67-72,77,共7页

为了研究废弃矿井中煤层气成因,以沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井为例,抽采废弃矿井中煤层气并进行化学组分和同位素测试,并采集部分废弃矿井水样品测试水中离子浓度、pH值等进行研究。结果表明:潘庄区块废弃矿井中煤层气CH4体积分数平... 为了研究废弃矿井中煤层气成因,以沁水盆地南部潘庄区块废弃矿井为例,抽采废弃矿井中煤层气并进行化学组分和同位素测试,并采集部分废弃矿井水样品测试水中离子浓度、pH值等进行研究。结果表明:潘庄区块废弃矿井中煤层气CH4体积分数平均值为91.99%,CO2为1.26%,N2为6.73%;甲烷碳同位素(δ13C1)值为–31.36‰~–33.53‰,平均–32.25‰,氢同位素(δD)值为–182.76‰~–193.20‰,平均–187.538‰。废弃矿井排采水中阴阳离子主要为Mg2+、K+、HCO3–、Cl–、Na+、SO42–和NO3–等,产出水型为Mg-(HCO3)2型,表明矿井水受到地表水的强烈影响。废弃矿井中煤层气主要以热成因气为主,少量次生生物气。与附近未开采煤储层相比,研究区废弃矿井中的环境更有利于次生生物气的生成。 展开更多

关键词 废弃矿井 煤层气 碳氢同位素 次生生物气 沁水盆地潘庄区块

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云岗盆地石盒子组地层时代厘定及其地质意义

11

作者 周瑞 刘东娜 +2 位作者 董宪姝 郝春生 周安朝 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1578-1591,共14页

【目的】华北中北部云岗盆地缺失三叠系,而最新的1∶5万史家屯幅区域地质调查成果将云岗盆地羊圈头剖面顶部(原石盒子组)地层划为下三叠统刘家沟组。为了解决争议并验证这个新认识的可靠性,亟需进行进一步研究。【方法】通过对云岗盆地... 【目的】华北中北部云岗盆地缺失三叠系,而最新的1∶5万史家屯幅区域地质调查成果将云岗盆地羊圈头剖面顶部(原石盒子组)地层划为下三叠统刘家沟组。为了解决争议并验证这个新认识的可靠性,亟需进行进一步研究。【方法】通过对云岗盆地马道头和羊圈头剖面进行岩石地层对比和碎屑锆石测年,并与华北中北部其他同时代地层剖面进行对比,以确定其时代归属。【结果与结论】羊圈头剖面上段识别的所谓刘家沟组与马道头剖面石盒子组具有相似的岩相组合、砾石成分,岩性特征均以灰绿、黄绿色中厚层状中粗粒砂岩为主,夹少量薄层灰紫红色粉砂岩、砂质泥岩,同时还发育数层巨厚砾岩层,完全不同于华北地块府谷、宁武、太原西山以及沁水盆地刘家沟组地层的显著特征,即大量发育浅红色、肉红色厚层状中细粒长石砂岩。同时最年轻碎屑锆石年龄(288.0±4.7 Ma)也将本组最大沉积年龄限制到中二叠世,在此基础上将此套地层的时代归属划归为中二叠世,即石盒子组,而非刘家沟组。推测晚三叠世华北北部及北缘造山带发生了强烈的挤压抬升,导致云岗盆地三叠系地层遭受剥蚀,后期又被下侏罗统地层不整合覆盖。 展开更多

关键词 二叠系 石盒子组 刘家沟组 碎屑锆石U-PB年龄 地层划分 云岗盆地

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低阶煤热解结构演化及与烷烃气碳同位素相关性的红外光谱 被引量：3

12

作者 简阔 刘顺喜 +1 位作者 陈义林 傅雪海 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2070-2075,共6页

为了阐释煤热解过程中结构演化与烷烃气碳同位素的关系,进行了低阶煤在高压釜密闭体系下热解实验,分析热解烷烃气碳同位素组成;借助傅里叶红外光谱(FTIR)精细剖析了煤结构演化规律,构建了烷烃气碳同位素组成与结构演化的关系模型,揭示... 为了阐释煤热解过程中结构演化与烷烃气碳同位素的关系,进行了低阶煤在高压釜密闭体系下热解实验,分析热解烷烃气碳同位素组成;借助傅里叶红外光谱(FTIR)精细剖析了煤结构演化规律,构建了烷烃气碳同位素组成与结构演化的关系模型,揭示了热解烷烃气碳同位素变化的原因。结果显示在R_(o,max)<1.3%之前的阶段,煤中脂链轻碳同位素被分馏出去而重碳同位素被留在长链中;当1.3%<R_(o,max)<2.0%时,具有相对较重碳同位素组成脂链再进一步的断裂分解仍主导了烷烃气碳同位素变化,也即是R_(o,max)在2.0%之前的阶段,煤中脂链倾向性的裂解方式是烷烃气碳同位素变化的主要因素;此后(R_(o,max)>2.0%)由于芳环缩聚和解体进程的加剧使得环内重碳物质得以释放进入烷烃气中,而导致其碳同位素组成迅速变重。热解烷烃气中甲烷和乙烷碳同位素组成与煤脂链结构演化呈现同步性特征,δ^(13)CCH_4和δ^(13)CC_2H_6值可以作为煤脂链结构演化的敏感性指标。R_(o,max)=1.3%和2.0%是煤热解结构演化与烷烃气碳同位素组成关联性的重要节点。研究成果对探索煤生烃与结构演化的耦合关系及二次生烃机理有理论意义。 展开更多

关键词 结构演化 烷烃气碳同位素 热解 红外光谱 低阶煤

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太原西山煤田太原组中方解石脉成因及其地质意义 被引量：1

13

作者 王位 高键 +2 位作者 孙蓓蕾 刘超 曾凡桂 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期645-656,共12页

本文选取官地矿太原组8煤层顶板灰岩及方解石脉为研究对象,开展了稀土元素和碳、氧、锶同位素以及流体包裹体分析测试,并探讨方解石脉成因和地质意义。结果表明,方解石脉有两种类型,两类脉中的方解石的矿物学特征无明显差别,第一类脉中... 本文选取官地矿太原组8煤层顶板灰岩及方解石脉为研究对象,开展了稀土元素和碳、氧、锶同位素以及流体包裹体分析测试,并探讨方解石脉成因和地质意义。结果表明,方解石脉有两种类型,两类脉中的方解石的矿物学特征无明显差别,第一类脉中方解石富集轻稀土,第二类富集中稀土;二者的C、O同位素组成与灰岩一致。富集中稀土的方解石的^(86)Sr/^(87)Sr值(0.7101)略高于富集轻稀土方解石(0.7093),且含有高成熟度液态烃包裹体,因此可认为富Sr和含烃类流体与灰岩发生水-岩反应,灰岩溶解和CO_(2)去气作用共同导致方解石脉形成;二者的盐水包裹体的盐度为16%~22%NaCl_(cqv),表现出高盐度特征;包裹体均一温度为70~80、100~110和130~140℃。结合地层埋藏史,可以认为太原组地层在三叠纪有3阶段油气充注:早-中三叠世,低成熟度液态烃形成并早期注入;中三叠世,有机质进入成熟阶段,开始生烃、排烃,局部成藏;晚三叠世,有机质进入高成熟阶段,该时期是煤成烃的主要成藏期。 展开更多

关键词 方解石脉 微量元素 C、O、Sr同位素 流体包裹体 西山煤田

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基于反演速度的煤系地层时深转换方法及应用 被引量：2

14

作者 张启帆 常锁亮 +1 位作者 张生 于光明 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第15期5988-5996,共9页

沁水盆地在海陆相-陆相过渡沉积环境下形成的煤系地层岩性及速度横向变化快,高精度的速度体对时深转换的精度至关重要;但山西许多矿区地震资料老旧,仅有叠后地震数据,常规时深转换方法误差较大。为构建高精度速度模型,提出一种基于叠后... 沁水盆地在海陆相-陆相过渡沉积环境下形成的煤系地层岩性及速度横向变化快,高精度的速度体对时深转换的精度至关重要;但山西许多矿区地震资料老旧,仅有叠后地震数据,常规时深转换方法误差较大。为构建高精度速度模型,提出一种基于叠后反演速度及利用标准层控制的煤系地层精细时深转换方法,首先选择某一标准层作为起算层,用钻孔约束速度谱得到起算层底板标高,用叠后地震反演速度构建速度模型,基于起算层结合速度模型获得标准层初始底板标高,通过钻孔校正得到标准层底板标高。将该方法应用到山西某矿区,结果表明:预测的K8、8、15号煤层深度与实钻数据相比,误差仅为0.78%,较常规方法提高了转换精度,证明了方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 煤系地层 三维地震 精细时深转换 地震反演 标准层控制 深度误差

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生物产氢余煤再产甲烷的有利因素研究 被引量：1

15

作者 夏大平 廖佳佳 +3 位作者 陈振宏 陈曦 郭红玉 黄丹 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期56-63,共8页

厘定生物产氢后的余煤再产甲烷的有利因素,对于提高煤联产第二阶段甲烷产气效率具有重要的理论和实际意义。以内蒙古白音华露天矿煤为发酵底物,改变通气条件和水力停留时间(HRT),讨论不同条件下厌氧发酵产氢余煤再产甲烷量和煤结构的动... 厘定生物产氢后的余煤再产甲烷的有利因素,对于提高煤联产第二阶段甲烷产气效率具有重要的理论和实际意义。以内蒙古白音华露天矿煤为发酵底物,改变通气条件和水力停留时间(HRT),讨论不同条件下厌氧发酵产氢余煤再产甲烷量和煤结构的动态变化趋势。结果表明:(1)对比其他气氛条件,CO_(2)组产甲烷效果最好,单位气体生成量为4.72 mL/g,而HRT增加使产气效果逐渐降低。(2)氢化酶活性与产气量的变化规律具有一致性,反应结束后菌液化学需氧量值(COD)均偏低,认为CO_(2)可促进菌体酶活性增强,使CO_(2)甲烷化过程更明显,而较长的HRT不利于微生物菌群存活,建议在后期的工程实践中,设置较短的HRT工艺条件。(3)对厌氧发酵后的余煤进行XRD和FTIR监测,发现通CO_(2)后煤的芳香碳层间距最大,煤中一些活性官能团如羧基、羟基等均有所减少,HRT为3 d条件下微晶结构和官能团变化较显著,而随着HRT时间延长,煤结构变化愈加不明显。(4)通入CO_(2)不仅能提高产气率,还可以改变煤大分子结构和孔隙结构,达到煤层自身的增透、增扩、增渗和增解的目的,实现CO_(2)地质封存和煤层气生物工程的融合。 展开更多

关键词 褐煤联产 转换条件 水力停留时间 甲烷产量 白音华露天煤矿

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基于构造要素量化聚类分级的煤层气有利区预测 被引量：6

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作者 刘晶 常锁亮 +3 位作者 刘最亮 张生 陈强 刘波 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期216-224,233,共10页

为优选煤层气构造要素富集区,精细划分开发尺度下构造控气有利区块,以沁水盆地西南部永乐南区块为例,细分构造表征要素,量化构造要素指标,提出趋势面迭代法表征不同程度构造变形、模糊聚类分级、以及要素二分进行煤层气构造有利区优选... 为优选煤层气构造要素富集区,精细划分开发尺度下构造控气有利区块,以沁水盆地西南部永乐南区块为例,细分构造表征要素,量化构造要素指标,提出趋势面迭代法表征不同程度构造变形、模糊聚类分级、以及要素二分进行煤层气构造有利区优选的方法。基于地震地质综合解释成果,从构造变形、断裂系统和埋深3个方面,对研究区2号和9+10号煤层进行构造要素定量表征,采用Q型聚类法对构造要素的表征指标进行定量分级,在此基础上,以影响煤层气富集、保存的构造地质规律为指导,采用要素二分法划分得到单要素控气有利和不利区,最终综合单要素控气有利区,得到构造影响下煤层气富集的最有利、较有利、较不利和不利四类区域,并通过煤田钻孔瓦斯含量数据得以验证。 展开更多

关键词 煤层气 地质构造 有利区 模糊聚类 沁水盆地 永乐南区块

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构造煤分布的地质控制及其地震地质一体化预测方法--以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层研究为例 被引量：5

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作者 常锁亮 刘晶 +3 位作者 张生 石晓红 刘最亮 杨智华 《石油物探》 CSCD 北大核心 2023年第1期43-55,共13页

构造煤与瓦斯及煤层气密切相关。由于构造煤分布具有强烈的非均质性,现有基于地质预测与地球物理直接识别的构造煤分布预测成果难以满足煤矿瓦斯超前治理及煤层气开发的精度要求。以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层为例,利用区内钻孔煤芯数... 构造煤与瓦斯及煤层气密切相关。由于构造煤分布具有强烈的非均质性,现有基于地质预测与地球物理直接识别的构造煤分布预测成果难以满足煤矿瓦斯超前治理及煤层气开发的精度要求。以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层为例,利用区内钻孔煤芯数据、采掘巷道中煤体结构的连续观测数据以及三维地震成果资料,研究煤层中“软煤”(碎粒煤和糜棱煤)的分布特征,交会分析其与煤层赋存形态、断裂系统、聚煤前后地层层序砂地比、煤层厚度等地质特征参数的关系,厘清构造煤发育的主控地质要素,得出构造煤分布受构造围岩煤层“三元”突变耦合控制的认识。在此基础上,提取三维地震数据及解释成果中对构造煤分布具有主控作用的3类共6种地震地质表征属性,采用灰色关联法构建基于多属性融合的构造煤分布预测模型,预测研究区3号煤层中的“软煤”分布情况,经采掘及后续煤层气开发井验证,预测精度较高,证明了该方法的有效性及可行性,为精准预测构造煤分布提供了一种新的技术思路与方法。 展开更多

关键词 煤体结构 主控因素 构造煤占比 地震地质属性 灰色关联

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不同变质程度煤的碳结构特征及其演化机制 被引量：40

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作者 相建华 曾凡桂 +3 位作者 梁虎珍 李美芬 宋晓夏 赵月圆 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1498-1506,共9页

应用X射线衍射(XRD)与核磁共振碳谱测试(13C-NMR)相结合的方法,对5个不同变质程度煤(WMC长焰煤、LL3焦煤、LL4焦煤、CZ无烟煤与SH无烟煤)的碳结构特征及其演化进行了研究。结果表明:(1)变质程度是影响煤中碳结构演化的最重要因素。随着... 应用X射线衍射(XRD)与核磁共振碳谱测试(13C-NMR)相结合的方法,对5个不同变质程度煤(WMC长焰煤、LL3焦煤、LL4焦煤、CZ无烟煤与SH无烟煤)的碳结构特征及其演化进行了研究。结果表明:(1)变质程度是影响煤中碳结构演化的最重要因素。随着煤变质程度的增加,煤中芳碳率增大,芳香核缩聚程度增加,芳香结构单元排列趋于有序。(2)变质环境对煤的碳结构演化具有重要影响。高温低压环境下,WMC煤中芳香结构单元发生超前演化,形成一系列堆垛高度大延展度小的芳香结构体系;脂肪类物质中,一方面脂肪侧链发生快速热解,形成较多的环甲基,另一方面煤中已有的脂肪环发生热解断裂,形成新的脂肪链,导致支链化程度增加。(3)中等变质程度的LL4与LL3煤中发生了显著的脂环化作用,导致其季碳含量明显增高,支链化程度降低。(4)随着变质程度增加,CZ与SH煤样中,脂肪环发生断裂,形成新的脂肪链致使支链化程度增加,成为高变质程度煤中形成更大芳香体系的前奏。 展开更多

关键词 变质程度 芳香碳 脂肪碳 演化

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鄂尔多斯盆地东缘石西区块含氦天然气的发现及成因初探 被引量：41

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作者 刘超 孙蓓蕾 +7 位作者 曾凡桂 畅向东 郭盛强 王宇红 刘彦峰 张绍韡 陈建伟 李健 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1280-1287,共8页

氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性资源。我国氦气资源匮乏,对外依存度达98%以上。基于鄂尔多斯盆地东缘石西区块25口井81个天然气样分析资料,发现氦气体积分数为0.02%~0.23%,平均值为0.089%,具备潜在利用价值。石西... 氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性资源。我国氦气资源匮乏,对外依存度达98%以上。基于鄂尔多斯盆地东缘石西区块25口井81个天然气样分析资料,发现氦气体积分数为0.02%~0.23%,平均值为0.089%,具备潜在利用价值。石西区块内天然气氦稳定同位素组成(^(3)He/^(4)He)为0.02×10^(-6)~0.05×10^(-6),R/R_(a)((^(3)He/^(4)He)样品/(^(3)He/^(4)He)大气)值为0.01~0.08,属于典型的壳源氦。石西区块位于离石鼻状构造带,区块东部柳林尖家沟发育燕山期金伯利岩带(B.P.180~100 Ma),该岩带之北百余公里发育与其同源的燕山期紫金山碱性岩体(B.P.158.0~130.4 Ma)。航磁异常图显示,石西区块位于北东向展布的正磁异常带边缘。这些地质背景条件表明,石西区块内氦气的来源可能与尖家沟—紫金山岩体深部放射性元素衰变生气有关,该区东部离石断裂带可能提供了氦气运移的主要通道,区内多套储盖层组合为氦气提供了良好的保存条件。石西区块含氦天然气的发现及关于其地质成因的认识,表明鄂尔多斯盆地在适宜的地质条件下可能形成富氦天然气,为该盆地富氦天然气资源进一步调查提供了新的依据。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 煤系 氦气 富集

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太原西山煤田新生代隆升史的磷灰石裂变径迹约束 被引量：9

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作者 孙蓓蕾 曾凡桂 +1 位作者 刘超 朱亚茹 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期43-54,共12页

位于吕梁山中段东缘的太原西山煤田不但是我国重要的炼焦煤基地,同时也是煤层气开发基地。多年开发实践表明该煤田煤层气分布非均质性强、无气-低产井比例高,因此理解控制该煤田煤层气分布的地质因素是预测富集高产区的基础。由于构造... 位于吕梁山中段东缘的太原西山煤田不但是我国重要的炼焦煤基地,同时也是煤层气开发基地。多年开发实践表明该煤田煤层气分布非均质性强、无气-低产井比例高,因此理解控制该煤田煤层气分布的地质因素是预测富集高产区的基础。由于构造抬升不利于煤层气的保存,因此认识煤层生气高峰后的隆升史可以确定煤层气保存的关键时期。通过太原西山煤田晚古生代含煤岩系标志层的5件砂岩样品的磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析,结合前人在西山煤田西北部边缘及西部吕梁山中段核部前寒武基底地层的磷灰石热年代学数据,可以确定,该煤田在46±4~52±6Ma左右抬升退出磷灰石退火带,而核部前寒武基底地层则在早白垩世已抬升退出磷灰石退火带,吕梁山具有核部抬升早、边缘抬升晚的特点。自新生代以来,太原西山煤田经历了3个抬升阶段:48Ma以前的快速抬升,48±4~10±2Ma的缓慢抬升和10±2Ma以来的剧烈抬升,与前人获得的吕梁山存在缓慢抬升(120~65 Ma)、加速抬升(65~23 Ma)及强烈抬升(23 Ma以来)3个隆升演化阶段相比具有较大的差异,表明吕梁山不同部位具有不同的隆升史。10Ma以后的剧烈抬升与晋中盆地成盆及快速堆积期相一致,它们具有盆山耦合关系,该阶段也是西山煤田煤层气保存的关键时期。 展开更多

关键词 太原西山煤田 磷灰石裂变径迹 差异抬升 煤层气保存 吕梁山

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