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山西古交矿区煤层气组成特征及成因探讨

煤炭学报 2019年第9期44卷 2824-2832页

作者：夏鹏曾凡桂宋晓夏孙蓓蕾孟艳军闫涛滔贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 贵州大学地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

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... 详细信息

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。

关键词：古交矿区煤层气气体组分同位素

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古交矿区奥陶系顶部隔水关键层厚度研究

煤炭工程 2011年第5期43卷 83-85页

作者：刘建成徐会军李俊杰崔祥琨郭盛彬开滦能源化工股份有限公司河北唐山063018 中国矿业大学煤炭资源与安全开采重点实验室江苏徐州221008 神华集团有限公司北京100011 西山煤电集团地质处山西太原030053 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

文章以古交矿区屯兰矿为例,通过补充钻探、抽水试验、井下物探、岩矿测试等手段,运用有关的理论、技术、方法,分析了屯兰矿奥陶系顶部峰峰组和上马家沟组岩溶发育特征,研究了奥陶系顶部隔水关键层厚度。研究表明,古交矿区屯兰矿峰峰组... 详细信息

文章以古交矿区屯兰矿为例,通过补充钻探、抽水试验、井下物探、岩矿测试等手段,运用有关的理论、技术、方法,分析了屯兰矿奥陶系顶部峰峰组和上马家沟组岩溶发育特征,研究了奥陶系顶部隔水关键层厚度。研究表明,古交矿区屯兰矿峰峰组上段上部近30m厚的古风化裂隙充填带和峰峰组下段约70m厚的第一泥灰岩石膏层可分别作为防峰峰组局部中等富水区和上马家沟组中—上部第二、三含水层组突水的隔水关键层。

关键词：古交矿区奥陶系隔水关键层峰峰组上马家沟组

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古交矿区煤质特征及其利用途径

选煤技术 2005年第1期33卷 55-56,24页

作者：张引刚山西焦煤集团公司煤炭销售公司山西太原030053

介绍了山西焦煤集团公司古交矿区煤系、煤质及矿区生产建设情况, 根据矿区煤质特征,分析了古交矿区煤的合理利用途径。

关键词：古交矿区煤质特征煤系山西焦煤集团公司用途

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古交矿区奥陶系微观溶蚀孔隙特征分析

煤矿安全 2012年第7期43卷 179-181页

作者：崔祥琨张琪郭盛彬中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221008

古交矿区下组煤在某些区域处于突水相对危险区,尤其是在构造发育区域,突水可能更大。通过压汞试验从微观上分析了奥陶系灰岩的孔隙结构及垂向分布特征,并结合抽水试验中钻孔揭露的出水位置,确定了隔水关键层的存在以及厚度。研究表明:... 详细信息

古交矿区下组煤在某些区域处于突水相对危险区,尤其是在构造发育区域,突水可能更大。通过压汞试验从微观上分析了奥陶系灰岩的孔隙结构及垂向分布特征,并结合抽水试验中钻孔揭露的出水位置,确定了隔水关键层的存在以及厚度。研究表明:峰峰组上段和下段灰岩以极细小和超毛管微孔隙为主,可以作为隔水关键层,隔水关键层使大面积受水压威胁下组煤得以解放。

关键词：古交矿区溶蚀孔隙压汞试验隔水关键层构造发育区

古交矿区晚古生代含煤岩系沉积微相及其含气特征

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古交矿区晚古生代含煤岩系沉积微相及其含气特征

作者：吴婧太原理工大学

学位级别：硕士

本文以太原西山煤田古交矿区为研究对象,通过沉积学、沉积岩石学、煤层气地质学以及数学地质等方法,结合研究区野外地质勘查、煤层气井基础资料和室内实验分析,分析了研究区700余口煤层气井的钻孔资料和煤层气含气量数据,初步查明了研... 详细信息

本文以太原西山煤田古交矿区为研究对象,通过沉积学、沉积岩石学、煤层气地质学以及数学地质等方法,结合研究区野外地质勘查、煤层气井基础资料和室内实验分析,分析了研究区700余口煤层气井的钻孔资料和煤层气含气量数据,初步查明了研究区晚古生代含煤岩系沉积环境、沉积演化史以及沉积环境、沉积作用对煤层气含气性的影响。通过对古交矿区石炭系太原组、二叠系山西组的沉积相进行分析,得到古交矿区晚古生代含煤岩系主要发育障壁海岸、碳酸盐台地和河控三角洲3种沉积相及10种沉积微相。其中太原组主要发育障壁岛-泻湖-潮坪沉积及碳酸盐台地沉积,山西组主要发育三角洲平原沉积。古交矿区石炭二叠纪主采煤层为山西组2号煤和太原组8、9号煤,平均厚度分别为2.2m、5.0m和4.29m,平均含气量分别为7.29 m3/t、8.9 m3/t和9.99 m3/t。整体而言,太原组煤层厚度大于山西组,煤层含气量也高于山西组。山西组2号煤与太原组8、9号煤相比,煤体结构较简单、灰分含量较高、硫分含量较低;2号煤气体组分中CH4浓度普遍低于8、9号煤,CO2浓度普遍高于8、9号煤。以古交矿区含煤岩系沉积微相为基础,从煤层埋深、煤厚、煤岩物性及围岩特征等方面探讨了沉积环境、沉积作用对煤层气富集的影响。结果表明:以狮子河-马兰向斜为界,将古交矿区一分为二,在向斜两翼,煤层埋深、厚度、煤岩物性及围岩特征与含气量之间的相关性均有一定的差异:①向斜东翼,煤层埋深在一定界限内(2号煤:550m;8号煤:640m;9号煤:650m),含气量随着埋深的增加而增大,埋深高于这一界限,含气量则随埋深的增大而降低;向斜西翼,这一关系不明显。②在向斜两翼,2号煤层埋深>550m时,煤层厚度与含气量之间有较强的相关性;8、9号煤埋深分别<640m、650m时,煤层厚度与含气量之间的相关性较好。③8、9号煤中灰分含量与含气量之间的相关性较好,煤中灰分越高,含气量越低。④煤层围岩特征对含气量的影响不仅受煤层直接顶板岩性和厚度的影响,还受煤层之上厚砂岩的影响,煤层之上第一层砂岩与煤层的间距越大、砂岩厚度越小,煤层含气量越高。

关键词：沉积环境沉积微相煤层气含气量古交矿区

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古交矿区炼焦煤资源的合理整合

选煤技术 2004年第6期32卷 56-56,i002-i003页

作者：张学军山西焦煤集团煤炭销售总公司山西太原030053

实施单煤层原煤分别入选、精煤混配可提高古交矿区高硫下组煤入选比例,解决其滞销的问题,延长矿井服务年限,对炼焦煤资源的合理利用和矿井的可持续发展具有重要意义。

关键词：古交矿区矿井服务年限下组煤精煤煤层原煤炼焦煤资源滞销

古交矿区山西组沉积环境及其对煤层气富集的影响

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古交矿区山西组沉积环境及其对煤层气富集的影响

作者：孙玉琦中国矿业大学

学位级别：硕士

论文以沉积(岩石)学、层序地层学、瓦斯与煤层气地质学等学科的理论和方法为指导,通过对古交矿区GS-26、D13-4、GS-3钻井岩芯的观察和室内试验研究、结合100余口钻井及矿井瓦斯含量等相关资料的综合研究,对研究区山西组沉积环境、层序... 详细信息

论文以沉积(岩石)学、层序地层学、瓦斯与煤层气地质学等学科的理论和方法为指导,通过对古交矿区GS-26、D13-4、GS-3钻井岩芯的观察和室内试验研究、结合100余口钻井及矿井瓦斯含量等相关资料的综合研究,对研究区山西组沉积环境、层序地层学、岩相古地理及沉积环境与煤层气富集的关系等方面进行研究。基于相标志研究,认为矿区山西组主要为三角洲沉积,包括三角洲平原、三角洲前缘2种沉积亚相以及8种沉积微相,并总结了其特征。将山西组分成3个三级层序、8个体系域,通过研究区钻孔的层序对比,建立了全区层序地层格架。在层序地层格架内探讨了山西组沉积格局及演化特征,总结了山西组沉积模式。以研究区2#煤瓦斯含量为例,探讨了沉积环境等因素与煤层气的富集的关系。沉积环境对煤层气富集影响,主要体现在煤层厚度、顶底板泥岩厚度以及煤质等方面,同时,探讨了构造演化、褶曲发育部位、断层的发育特征、煤层埋深以及水文地质条件对煤层气富集的影响。

关键词：沉积环境层序地层煤层气富集山西组古交矿区

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古交矿区太原组层序地层与含气特征研究

古交矿区太原组层序地层与含气特征研究

作者：苏驰中国矿业大学

学位级别：硕士

以沉积(岩石)学、层序地层学、油气地质学等学科的理论和方法为指导,通过对古交矿区七里沟剖面、GS-26等6口钻井的野外观察与室内样品实验研究、结合200余口钻孔资料的统计与分析,对研究区晋祠组-太原组沉积环境、层序地层、古地理演化... 详细信息

以沉积(岩石)学、层序地层学、油气地质学等学科的理论和方法为指导,通过对古交矿区七里沟剖面、GS-26等6口钻井的野外观察与室内样品实验研究、结合200余口钻孔资料的统计与分析,对研究区晋祠组-太原组沉积环境、层序地层、古地理演化及其与煤层气、页岩气含气特征的关系等方面进行了研究。基于相标志研究,在研究区太原组中识别出了障壁海岸、碳酸盐台地、浅水三角洲3种沉积相类型及8种亚相及15种微相,总结了其特征;通过层序界面识别与层序对比,将研究区晋祠组-太原组划分为2个Ⅱ级层序、5个Ⅲ级层序、10个体系域,建立了研究区晋祠组-太原组层序地层格架,层序发育主要受海平面变化、构造沉降等因素的控制;在层序地层格架内探讨了晋祠组-太原组古地理格局及演化特征,总结了沉积模式。通过晋祠组-太原组煤层气、页岩气含气特征分析,认为晋祠组-太原组为一套煤层气与页岩气复合的含气系统,煤层气为自生自储;水进体系域下形成的凝缩层常有利于对封闭煤层气、有利于生成页岩气,见于泻湖-潮坪沉积组合以及泥炭沼泽-分流间湾(分流间洼地)沉积组合。

关键词：太原组层序地层含气特征古交矿区

西山煤田古交矿区煤层气分布模式及开发效果评价

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煤炭科学技术 2019年第1期47卷 245-254页

作者：夏鹏曾凡桂宋晓夏贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

为揭示古交矿区煤层气分布规律及其主控因素,综合野外地质勘查、煤矿采掘地质、煤层气井相关资料及煤心测试数据等资料,讨论了构造演化、构造形态、断裂分布、埋深、煤体结构、煤层厚度、直接顶板性质等因素对煤层气分布的影响。结果表... 详细信息

为揭示古交矿区煤层气分布规律及其主控因素,综合野外地质勘查、煤矿采掘地质、煤层气井相关资料及煤心测试数据等资料,讨论了构造演化、构造形态、断裂分布、埋深、煤体结构、煤层厚度、直接顶板性质等因素对煤层气分布的影响。结果表明:构造条件和埋深是控制矿区内煤层气分布规律的主因,并据此将矿区划分为平缓单斜浅埋、平缓单斜深埋、陡峭单斜和复杂褶皱4种煤层气分布模式,平缓单斜浅埋区和平缓单斜深埋区为煤层气富集有利区。平缓单斜浅埋模式下,埋深小、渗透性好是煤层气井高产的有利条件;平缓单斜深埋模式下,埋深小、含气量高有利于煤层气井高产。

关键词：西山煤田古交矿区煤层气构造形态富集模式