国际煤层气组成和成因研究 被引量：41

1

作者 李晶莹 陶明信 《地球科学进展》 CAS CSCD 1998年第5期467-473,共7页

煤层气已成为一种新兴的非常规天然气资源。煤层气是成煤物质在煤化过程中生成并储集于煤层中的气体。按其成因类型分为生物成因气和热成因气。生物成因气有原生和次生两种类型，原生生物成因气一般在低级煤中生成，很难保存下来。次生... 煤层气已成为一种新兴的非常规天然气资源。煤层气是成煤物质在煤化过程中生成并储集于煤层中的气体。按其成因类型分为生物成因气和热成因气。生物成因气有原生和次生两种类型，原生生物成因气一般在低级煤中生成，很难保存下来。次生生物成因气常与后来的煤层含水系统的细菌活动有关。热成因煤层气的生成始于高挥发份烟煤（Ｒｏ＝０５％～０．８％）。与分散的Ⅰ／Ⅱ型或Ⅲ型干酪根生成的气体相比，煤层气的地球化学组成变化较大，反映了控制煤层气组成和成因的因素多而复杂，主要的影响因素包括煤岩组分、煤级、生气过程和埋藏深度及相应的温度压力条件。此外，水动力等地质条件和次生作用等也影响着煤层气的组成。 展开更多

关键词 煤层气 成因类型 形成机理 同位素组成 天然气

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混合气体的吸附特征 被引量：25

2

作者 辜敏 陈昌国 鲜学福 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期91-94,共4页

我国煤层气资源十分丰富 ,但其利用率极低 ,这主要是因为抽放煤层气中的有效成分甲烷浓度低。因此对煤层气中甲烷的分离提纯极为重要。混合气中各组分在共同吸附时具有竞争性 ,这在变压吸附过程中直接影响到混合气中各组分的吸附和解吸... 我国煤层气资源十分丰富 ,但其利用率极低 ,这主要是因为抽放煤层气中的有效成分甲烷浓度低。因此对煤层气中甲烷的分离提纯极为重要。混合气中各组分在共同吸附时具有竞争性 ,这在变压吸附过程中直接影响到混合气中各组分的吸附和解吸。文章通过模拟煤层气 (CH4 /N2 )的吸附过程 ,从理论上分析了混合气体吸附过程中各组分在游离相和吸附相的浓度变化特征及其对变压吸附分离的影响。最后讨论了抽放煤层气中其他组分对所要提纯组分CH4 展开更多

关键词 混合气体 煤成气 成分 气体吸附 吸附分离

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我国煤层气成分变化及时空分布特征 被引量：17

3

作者 李小彦 王强 +1 位作者 杜新锋 杨杰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期22-24,共3页

通过对我国主要煤矿区煤层气含量的测试 ,连续追踪采集气体样品进行成分分析 ,探讨了气体成分随时间推移及空间方位变化的地球化学效应 ,了解煤层气体成分横向及垂向的变化特征。

关键词 煤层气 时空变化 气体成分 煤级 地球化学效应

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沁水盆地高煤阶煤吸附时间主要影响因素分析 被引量：13

4

作者 李喆 康永尚 +5 位作者 姜杉钰 张兵 王金 顾娇杨 叶建平 张守仁 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第2期115-121,共7页

为了达到更好的评价煤储层开发潜力的目的,对直接关系到煤储层流体可动性的煤层吸附时间进行了研究,通过对沁水盆地寿阳和柿庄区块3、15号煤层的煤岩进行测试,分析了高煤阶煤吸附时间的特征,讨论了镜质体最大反射率(Rmax)、煤质和气体... 为了达到更好的评价煤储层开发潜力的目的,对直接关系到煤储层流体可动性的煤层吸附时间进行了研究,通过对沁水盆地寿阳和柿庄区块3、15号煤层的煤岩进行测试,分析了高煤阶煤吸附时间的特征,讨论了镜质体最大反射率(Rmax)、煤质和气体组分等因素对吸附时间的影响。研究表明:煤阶,即Rmax是影响煤层吸附时间的主要因素,镜质组/惰质组比值、气体组分φ(CO_2)/φ(CH_4)和φ(CH_4)/φ(N_2)为次要因素,单一的显微组分(镜质组、惰质组)和灰分对吸附时间的影响不大。对高煤阶煤岩而言,当Rmax<2.9%时,吸附时间随Rmax的增大而增大;当Rmax>2.9%时,吸附时间随Rmax的增大而减小,主要是由于随煤岩演化程度增高,煤岩平衡水含量与比表面积综合作用引起煤岩孔隙度、微孔隙结构及比表面积下降,导致煤岩吸附能力下降。此外,受各显微组分吸附能力差异、各类气体吸附特点差异及煤层中气体浓度差等因素的影响,镜质组/惰质组、φ(CO_2)/φ(CH_4)和φ(CH_4)/φ(N_2)均与吸附时间表现为负向包络关系。 展开更多

关键词 寿阳区块 柿庄区块 煤层气 高煤阶煤 吸附时间 煤质 气体组分

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实验室条件下褐煤生物气生成的化学影响因素 被引量：11

5

作者 王爱宽 秦勇 邵培 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期948-953,共6页

在实验室条件下,分别添加0.2 mol/L乙酸钠、0.2 mol/L甲酸和5 mg/L酵母浸出液作为外源碳源,研究煤层本源菌作用下褐煤生物气生成潜力和生成过程中的化学影响因素。结果表明,软褐煤和硬褐煤中有机物质都能作为独立碳源生成生物气,软褐煤... 在实验室条件下,分别添加0.2 mol/L乙酸钠、0.2 mol/L甲酸和5 mg/L酵母浸出液作为外源碳源,研究煤层本源菌作用下褐煤生物气生成潜力和生成过程中的化学影响因素。结果表明,软褐煤和硬褐煤中有机物质都能作为独立碳源生成生物气,软褐煤生成速率(0.18 m L/(g·d))大于硬褐煤(0.13 m L/(g·d)),其组分均主要由CH4和CO2组成。有机碳源的加入对褐煤生物气生成速率和气体组分影响各异。0.2 mol/L乙酸钠可以提前甲烷的初始生成时间,同时提高生成速率,显著增加CH4含量,但总体不会影响煤样本身产生的甲烷量;0.2 mol/L甲酸不仅可以激活产甲烷菌活性,而且可以有效增加褐煤生物气产量和CH4含量,且成熟度低的软褐煤增加的效果更明显;5 mg/L酵母浸出液对产甲烷菌有抑制作用。氯仿沥青A含量高可能是导致软褐煤生物气产率高的主要原因;DOC对褐煤生物气生成影响不大。研究认为煤基质中底物可利用性和外源有机碳源类型是影响地下煤层中甲烷生成的重要因素。 展开更多

关键词 煤层气 生物气 气体组分 化学影响因素

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山西古交矿区煤层气组成特征及成因探讨 被引量：11

6

作者 夏鹏 曾凡桂 +3 位作者 宋晓夏 孙蓓蕾 孟艳军 闫涛滔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2824-2832,共9页

山西古交矿区煤层气资源丰富,是我国煤层气重点开发区块之一。区内地质条件复杂,煤层气地质研究起步晚,尤其是对煤层气组成特征及成因方面的讨论还较匮乏,制约了煤层气开发进程。煤层气组成特征及成因与煤层气母质性质、生成机理、运移... 山西古交矿区煤层气资源丰富,是我国煤层气重点开发区块之一。区内地质条件复杂,煤层气地质研究起步晚,尤其是对煤层气组成特征及成因方面的讨论还较匮乏,制约了煤层气开发进程。煤层气组成特征及成因与煤层气母质性质、生成机理、运移和逸散规律等密切相关,对于煤层气保存条件和分布规律的认识和煤层气资源评价具有重要意义。为揭示古交矿区煤层气化学组成特征及气体成因,采集矿区内10口煤层气井口排采气样品,开展了气体化学组分和碳、氮同位素检测,分析了煤层气中甲烷及氮气的成因;结合构造演化背景、构造形态、水文地质条件和煤芯解吸气化学组成,讨论了煤层气富氮气机理及保存条件。结果表明:古交矿区内煤层气中氮气含量偏高,为0.86%~14.13%,平均6.10%,甲烷含量在83.79%~97.57%,平均91.33%,乙烷含量在0~0.46%,平均0.09%,不含2个碳原子以上的烃类,二氧化碳含量在1.47%~4.71%,平均2.48%;煤层气属于极干气体,干燥系数(C1/C1~5)为0.9949~1,甲烷δ13C值在-47.13‰^-39.26‰,平均值为-44.03‰,为有机质热解成因;氮气δ15N值在-1.16‰^-0.51‰,平均值为-0.80‰,为大气与有机质热降解混合成因,且以大气来源为主,有机成因氮气含量很少;地表水下渗与煤层发生相互作用,地表水携带的大气与煤层气发生组分交换,导致煤层气解吸、逸散,煤层含气量降低、甲烷δ13C值降低、氮气含量升高。 展开更多

关键词 古交矿区 煤层气 气体组分 同位素

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煤层气异常成分的界定、分布及其成因研究进展 被引量：5

7

作者 傅雪海 许行行 +5 位作者 王强 陈义林 兰凤娟 康俊强 张宝鑫 卢杰林 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期343-352,共10页

前期对不同煤层气组分异常的成因进行了大量研究,但对不同组分异常浓度的界定尚无统一标准。为了阐明我国煤层气成分的分布特征及煤层气异常成分的浓度界限,基于实测和收集各煤阶储层煤层气成分(含气量达到煤层气储量评估规范DZ/T 0216... 前期对不同煤层气组分异常的成因进行了大量研究,但对不同组分异常浓度的界定尚无统一标准。为了阐明我国煤层气成分的分布特征及煤层气异常成分的浓度界限,基于实测和收集各煤阶储层煤层气成分(含气量达到煤层气储量评估规范DZ/T 0216—2020下限要求的煤层气井与煤田勘探钻孔)测试数据4 654个。统计表明我国煤层气中CH4、重烃气(C_(2+))、CO_(2)、N2平均浓度分别为91.82%、0.85%、2.04%、5.19%,其中CH4浓度≥90%占77.44%。将煤层气中重烃气浓度大于5%、氮气/二氧化碳浓度大于10%、有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定的上限标准和稀有气体超过空气组成时划分为异常气体成分。基于此划分标准,统计表明我国煤层气中重烃气浓度>5%占5.16%、CO_(2)浓度>10%占4.00%、N2浓度>10%占13.26%,准噶尔盆地南缘煤层气中氦气最高浓度达到0.97%。在上述研究的基础上,归纳总结了煤层气中异常成分/浓度的成因主要有煤化作用的阶段性、煤岩组分的差异性、硫酸盐还原作用、古风化壳及煤系外源气体迁入等。建议在今后的煤层气勘探中测全气体成分,开展CO_(2)、N2异常煤层的气体解吸研究,确定煤系氦源岩,探讨烃-氦同源同储规律,分析煤系有机气与无机气的相互作用,综合研究地质构造、地下水流动、微生物及岩浆活动对气组分的改造作用,揭示不同气组分在不同地区运移、富集及保存的演化机制。研究成果对煤层气的开采工艺、煤矿安全生产和煤层气的利用均具有指导意义。 展开更多

关键词 煤层气 气体成分 异常值界定 异常成分的成因

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古交区块煤层气地球化学特征及其成因 被引量：10

8

作者 汪岗 秦勇 +2 位作者 解奕炜 申建 黄波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1180-1187,共8页

基于古交区块煤田地质勘探资料以及煤层气井排采气体组分、甲烷碳氢同位素质谱等相关测试分析,查明了该区块煤层气地球化学特征、成因及其地质控制因素。结果显示:煤层气组分主要以甲烷为主,组分浓度介于85.36%~99.23%,其次为氮气,重烃... 基于古交区块煤田地质勘探资料以及煤层气井排采气体组分、甲烷碳氢同位素质谱等相关测试分析,查明了该区块煤层气地球化学特征、成因及其地质控制因素。结果显示:煤层气组分主要以甲烷为主,组分浓度介于85.36%~99.23%,其次为氮气,重烃含量最少,属于干气~特别干的气体。煤层气δ^(13)C_1介于-62.24‰^-40.70‰,δD介于-244.3‰^-229.3‰。以热成因气为主。煤层气δ^(13)C_1随着煤级增加呈变重趋势,随着埋深增加而变化的趋势不明显。古交区块矿化度整体从北向南逐渐增加,说明该地区水动力条件从北向南逐渐增强。南部刑家社矿区甲烷碳同位素较重,而北部镇城底矿区、西曲矿区以及马兰矿区的部分地区甲烷碳同位素较轻。研究区北部(MCQ9)煤层埋藏浅,露头发育,煤的R_(o,max)介于1.14%~2.18%,且水文地质条件适宜,形成了生物成因与热成因混合气体。 展开更多

关键词 古交区块 煤层气 气体组分 同位素 成因

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对制定中国煤层气气质标准的建议 被引量：5

9

作者 郑贵强 王勃 +3 位作者 唐书恒 李景明 张佳赞 周明林 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期121-124,共4页

随着我国煤层气产业的快速发展,建立我国的煤层气气质标准迫在眉睫。由于煤层气与天然气成分上具有相似性,从而可以借鉴GB 17820—1999《天然气》标准中的部分技术指标及测试方法,来制定煤层气的气质标准。据此讨论了制定我国煤层气气... 随着我国煤层气产业的快速发展,建立我国的煤层气气质标准迫在眉睫。由于煤层气与天然气成分上具有相似性,从而可以借鉴GB 17820—1999《天然气》标准中的部分技术指标及测试方法,来制定煤层气的气质标准。据此讨论了制定我国煤层气气质标准的原则,分析了煤层气中微量组分的测试方法和测试结果,经相关测试和计算,提供了标准参比条件、煤层气发热量、水露点、烃露点、CO2含量、汞含量等各项指标的建议数据。 展开更多

关键词 煤层气 气质标准 制定 组分 测试 指标 建议

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亨利定律在煤层气组分溶解分馏中的应用 被引量：2

10

作者 陈润 苏现波 林晓英 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期31-33,共3页

亨利定律的引入,使煤层气在溶解过程中发生的组分分馏得以合理解释,为煤层气的富集成藏研究提供了信息。采用半经验公式计算CH4(甲烷)和CO2(二氧化碳)的亨利常数,根据逸度因子公式求取CH4和CO2的逸度,根据亨利定律计算出不同埋深下CH4和... 亨利定律的引入,使煤层气在溶解过程中发生的组分分馏得以合理解释,为煤层气的富集成藏研究提供了信息。采用半经验公式计算CH4(甲烷)和CO2(二氧化碳)的亨利常数,根据逸度因子公式求取CH4和CO2的逸度,根据亨利定律计算出不同埋深下CH4和CO2在地层水中的溶解度。结果表明:CH4溶解度随埋深的增加而增加;CO2的溶解度则随埋深的增加而先增加后(在800 m深度以下)又减小,但CO2与CH4溶解度比率却在不断减小。这就意味着浅部CO2的溶解运移分馏更为活跃,它随深度的增加逐渐减弱。这一认识为圈定煤层气富集区和确定CO2注入(以驱使CH4产出)的最佳温压环境提供了理论依据。 展开更多

关键词 亨利定律 煤层气组分 溶解分馏 逸度

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黔西地区煤层气地质特征分析

11

作者 陈朝玉 袁余洋 何文刚 《山西焦煤科技》 2019年第10期47-50,共4页

黔西地区煤层气主要以吸附状态赋存于煤层中,黔西地区煤层气的化学组分主要包括甲烷、硫化氢以及微量的稀有气体,煤层气组分受埋深影响总体上甲烷浓度偏低,氮气浓度偏高。下部煤层高含气量分布范围略大于上部煤层,在煤层层位上平均含气... 黔西地区煤层气主要以吸附状态赋存于煤层中,黔西地区煤层气的化学组分主要包括甲烷、硫化氢以及微量的稀有气体,煤层气组分受埋深影响总体上甲烷浓度偏低,氮气浓度偏高。下部煤层高含气量分布范围略大于上部煤层,在煤层层位上平均含气量随煤层层位降低而呈波动式变化。 展开更多

关键词 煤层气 组分 埋深 含气量

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煤层吸附气的全解吸过程及组分与碳同位素变化:基于热模拟实验结果 被引量：10

12

作者 孙健 魏强 +1 位作者 晏波 肖贤明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2848-2856,共9页

解吸法是测试煤层含气量、评价煤层气地球化学特征的常用方法,但由于存在一定数量的损失气,使得对煤层气的全解吸过程了解甚少,也难以评估损失气拟合计算的可靠性。利用自主研发的煤层气/页岩气生成与解吸实验装置,对一块煤岩样品(Ro=0.... 解吸法是测试煤层含气量、评价煤层气地球化学特征的常用方法,但由于存在一定数量的损失气,使得对煤层气的全解吸过程了解甚少,也难以评估损失气拟合计算的可靠性。利用自主研发的煤层气/页岩气生成与解吸实验装置,对一块煤岩样品(Ro=0. 84%)进行了模拟(模拟后样品Ro=1. 80%),精确测定了在设定条件下的损失气、解吸气与残留气的数量、成分与甲烷碳同位素,对比研究了USBM直线法和多项式回归法对损失气拟合计算的制约条件与可靠性,探讨了煤层气解吸过程中成分与甲烷碳同位素分馏的机理。结果表明:损失时间是影响损失气量估算结果可靠性的关键,当损失时间较短(<0. 25 h),USBM直线法与多项式法估算的均损失气量较接近真实值;相比之下,多项式法的结果更为可靠。样品气体解吸过程存在成分与甲烷碳同位素分馏,表现为:气体干燥系数(C_1/C_(1-3))总体降低,甲烷碳同位素(δ^(13)C_1)逐渐变重。样品广泛发育纳米孔隙结构,在气体解吸过程中存在的解吸-扩散-运移分馏是导致气体组分和甲烷碳同位素分馏的重要原因。 展开更多

关键词 煤层气 模拟实验 损失气量 气体组分 甲烷碳同位素

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