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中国煤中锗成矿特征与勘查进展

煤炭科学技术 2025年第01期 225-236页

作者：宁树正严晓云黄少青徐小涛张建强张莉刘亢中国煤炭地质总局勘查研究总院

锗作为一种典型的稀散元素和重要的战略性金属矿产，广泛应用于光电、半导体、化工等领域，对锗资源勘查和开发显得尤为重要。在特定的地质作用下，煤中可以高度富集锗，煤中锗是锗金属的重要来源，我国的煤中锗矿具有典型的资源优势，主要分布在云南和内蒙古，如云南临沧、内蒙古乌兰图嘎和伊敏煤田五牧场矿区。分析了中国煤中锗的资源分布和勘查现状，结合国内外典型煤中锗矿剖析，介绍了国内外大型-超大型煤中锗矿的发现过程，总结了不同类型的煤中锗矿的勘查技术方法和找矿经验。我国典型煤中锗矿中锗富集与热液活动、成岩作用等地质过程密切相关，但不同地区煤中锗的赋存及富集特征显示出差异性。相对于煤层，锗在煤中分布极不稳定，对于富锗煤的勘查，在多年的勘查实践中已经找到一些以钻探为主的技术手段，但是如何更为高效的开展煤中锗的勘查，需要进一步探索。未来有望通过包括地球化学勘查、地质模型构建和资源评价等的技术创新，推动煤中锗的高效勘查与开发利用，为新兴产业的发展提供资源保障。

关键词：煤中锗成矿特征勘查进展战略性金属矿产

贵州省盘关向斜煤层气储层地质特征及开发效果评价

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石油实验地质 2025年第1期47卷 213-222页

作者：胡海洋阳富芹陈捷娄毅万玉亭贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵阳550081 贵州省煤田地质局地质勘察研究院贵阳550081 贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司贵阳550081 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266000

贵州省上二叠统龙潭组煤层多,煤层气资源丰度高,具备煤层气开发的资源基础,但煤层渗透率较低,影响气、水产出,需探索适应贵州省低渗、多煤层条件下的煤层气开发关键技术。根据盘关向斜煤储层地质特征及煤层气井工程资料,从地质、压裂、... 详细信息

贵州省上二叠统龙潭组煤层多,煤层气资源丰度高,具备煤层气开发的资源基础,但煤层渗透率较低,影响气、水产出,需探索适应贵州省低渗、多煤层条件下的煤层气开发关键技术。根据盘关向斜煤储层地质特征及煤层气井工程资料,从地质、压裂、排采指标3个维度开展研究分析,总结低渗、多煤层的煤层气开发技术。盘关向斜工程实践表明:(1)该向斜12#、18#煤层合层开发煤层气,渗透率、储层温度、破裂压力、每米煤层的加液量及加砂量、压降速率、提产速率对煤层气井产气的影响较大;(2)提高每米煤层的加液量及加砂量指标,能够显著提高压裂改造后的储层渗透率,YP-1井改造后渗透率达到64.158×10^(-3)μm^(2),提高1304倍;(3)控制合适的压降速率、提产速率能够提高煤层气井的压裂液返排率及扩大压降漏斗半径,YP-1井排采210 d后压裂液累计返排率达到82.53%,产水半径达到压裂影响半径的91%,对扩大有效解吸半径及提高产气效果有利。针对盘关向斜低渗、多煤层的地质条件,建议采取“选层射孔、分段压裂、合层排采”的工艺技术进行煤层气开发,从而提高煤层气开发的地质及工程潜力。

关键词：渗透率储层特征压裂改造开发效果煤层气盘关向斜

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基于随机森林算法的煤矸石山信息提取

自然资源遥感 2025年第1期37卷 54-61页

作者：范莹琳杜松赵岳邱景智杜晓川张玉峰丁晏宋思彤车巧慧中国煤炭地质总局勘查研究总院地质封存技术研究所北京100039 中国煤炭地质总局北京100038 中国矿业联合会北京100029 苏州工业园区测绘地理信息有限公司苏州215000

煤矸石山是矿山生态修复关注的重点区域,查明煤矸石山的地理空间分布情况对区域环境治理具有重要意义。选取福建省龙岩市新罗区的部分区域为研究区,基于GF-2遥感影像及ASTER GDEM数字高程模型数据,提取光谱特征、纹理特征及地形特征,利... 详细信息

煤矸石山是矿山生态修复关注的重点区域,查明煤矸石山的地理空间分布情况对区域环境治理具有重要意义。选取福建省龙岩市新罗区的部分区域为研究区,基于GF-2遥感影像及ASTER GDEM数字高程模型数据,提取光谱特征、纹理特征及地形特征,利用顺序前向特征选择法对特征进行优化,并利用随机森林算法构建地物分类模型,结合多源数据及综合性特征组合对研究区内的地表类型进行分类并实现煤矸石山的信息识别提取。结果表明:①并非参与分类的特征越多分类精度越高,特征选择后数量由17个减少至9个,煤矸石山总体提取精度达94.07%,Kappa系数达0.819;②地形特征中高程、坡度、坡向及光谱特征中多光谱波段(B1,B2,B4)、归一化植被指数、影像灰度平均值对煤矸石堆存区识别提取具有重要作用,而纹理特征仅对提高具有明显纹理变化的土地覆盖类型的精度有帮助,对提高煤矸石山提取精度作用较低,仅纹理均值特征对煤矸石山提取影响较大。结合随机森林和特征优化算法,能够有效增强煤矸石山的提取精度,高效整合多源特征数据,加快模型运算速度,为煤矸石山信息提取提供切实可行的方法。

关键词：遥感 GF-2影像随机森林分类煤矸石特征优化

煤层气多层合采解吸叠加效应分析方法与实践——以黔西小屯井田为例

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煤田地质与勘探 2025年第1期53卷 152-162页

作者：郭晨吉彦赵宸谊卢玲玲于鑫航高俊喆李猴强张旭阳王祥何红斌张润涵西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 西北大学地质学系陕西西安710069 中国煤炭地质总局航测遥感局陕西西安710199

【目的】煤层气多层合采是提高单井产量的重要手段,但开发实践表明煤层气合采效果与控制因素复杂多变,面临产气贡献判识、产气潜力预测、产层组合优化等技术难点。不同煤储层解吸产气的叠加性决定着煤层气合采能否取得高产。【方法】提... 详细信息

【目的】煤层气多层合采是提高单井产量的重要手段,但开发实践表明煤层气合采效果与控制因素复杂多变,面临产气贡献判识、产气潜力预测、产层组合优化等技术难点。不同煤储层解吸产气的叠加性决定着煤层气合采能否取得高产。【方法】提出解吸次序判断、解吸区间叠加性与解吸阶段匹配性分析、井控可解吸量预测的煤层气合采解吸叠加效应分析方法,并以黔西小屯井田为例开展应用研究。【结果和结论】结果表明,该区煤储层具有吸附能力强、含气饱和度低、临界解吸压力低的特点。煤层气产层可划分为2套解吸系统,上部解吸系统的解吸次序为6上、7、6中与6下煤,下部解吸系统的解吸次序为34、33煤。以生产过程动液面变化为刻度,分析煤层气合采过程中各煤层的解吸历程,发现6上、7、6中、6下煤在45 m的动液面范围内能够同步解吸,33煤与34煤在92 m的范围内能够同步解吸。基于等温吸附曲线揭示各煤层解吸阶段的匹配性,由于临界解吸压力低,各煤层解吸后直接进入敏感解吸阶段,解吸效率高且匹配性好,有利于高产,但存在压降空间不足,排水周期长等弊端,对煤储层改造和排采提出更高要求。井控可解吸量及其时变曲线预测表明,当解吸系统内部所有产层同步解吸时,将迎来解吸高峰,此阶段上部系统井控可解吸量378.09万m3,日均4.20万m3,下部系统井控可解吸量199.11万m3,日均1.08万m3。上下2套解吸系统均显示了良好的解吸叠加效应,分别构成两套有利合采产层组合。该方法可为煤层气合采产气贡献识别、产气潜力预测与产层组合优化提供参考依据。

关键词：煤层气合采解吸叠加解吸阶段动液面产层组合

带状地物压覆固体矿产范围的空间投影变换计算作图方法讨论

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矿产勘查 2025年

作者：王辉冯明伸程昊覃保锏宋曙光覃晓燕梁兴东中国煤炭地质总局广西煤炭地质局中国煤炭地质总局航测遥感局陕西省自然资源厅矿产资源评审指导中心中国煤炭地质总局湖北煤炭地质局

在带状地物压覆陡倾矿体范围的空间投影变换过程中，因作图与计算方法不正确，常常会造成压覆矿体边界范围和压覆矿产资源储量就会出现偏差，探求能正确圈定压覆矿体水平投影范围和垂直纵投影范围的计算方法，以期达到正确估算压覆重要... 详细信息

在带状地物压覆陡倾矿体范围的空间投影变换过程中，因作图与计算方法不正确，常常会造成压覆矿体边界范围和压覆矿产资源储量就会出现偏差，探求能正确圈定压覆矿体水平投影范围和垂直纵投影范围的计算方法，以期达到正确估算压覆重要固体矿产资源储量的目的。按照由简单情形至复杂情形的递进研究思路，分规则带状地物垂直投影基准线、规则带状地物斜交投影基准线、不规则带状地物斜交投影基准线三种情形，基于投影基准线的压矿边界范围水平投影/倾斜投影/垂直纵投影间的三角函数关系，推导其空间投影变换过程中的数学计算公式，为科学圈定压矿边界范围，正确估算压覆资源储量提供数学基础。设带状地物长轴延伸方向长度为L,α为矿体倾角，β为基岩移动角/裂缝角，γ为带状地物长轴延伸方向与投影基线间的交角，在空间投影变换过程中，通过其空间三角函数关系的推导，其结果是：在水平投影图上，安全岩柱沿投影基线方向的宽度W水平1=L?sinγtanαcotβ，沿带状地物长轴延伸方向的宽度W水平2=L?sinγtanαsin（90-β）cos(arctan（tanαsinγ）)/sin(β-arctan（tanαsinγ）)；在垂直纵投影图上，安全岩柱沿投影基线方向的宽度(W垂直1)与其在水平投影图上的宽度相同(W水1)，沿带状地物长轴延伸方向的宽度W垂直2=L?sin2γtan2αsin（90-β）cos(arctan（tanαsinγ）)/sin(β-arctan（tanαsinγ）)。分别在水平投影图和垂直纵投影图上，依次编联安全岩柱拐点，即可得到水平压覆范围和垂直纵投影压覆范围。利用空间投影变换过程中的三角函数关系，通过数学方法求算编联地表不规则带状物压覆陡倾矿体的水平投影和垂直投影的边界范围，为压覆矿产资源评估提供了正确的计算作图思路与具体方法，方便地质技术人员在计算作图直接引用，具有很强的实践意义。避免地质技术人员在实际作图过程中，因错误地理解空间投影变换和繁琐的计算公式推导，常常导致的压矿边界范围错误编联和压覆资源储量估算结果出现偏差问题。利用本文研究结果，可进行空间投影变换三维可视化计算成图软件开发，提高作图效率和准确度，起到事半功倍的作用。

关键词：压覆矿产资源安全岩柱压矿边界水平投影垂直纵投影空间投影变换带状地物

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煤与煤系铀矿产协同勘查技术方法

煤炭科学技术 2025年

作者：魏迎春张昀李新曹代勇王安民靳亮亮宁树正中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室中国煤炭地质总局勘查研究总院

煤与煤系铀矿产协同勘查已成为矿产资源勘查的重要方向，为实现煤铀协同勘查技术的集成创新，提高找矿效率和节约勘查成本，基于煤与煤系铀矿产的基本特征、勘查技术方法的有效性和勘查工程布置的经济性，探讨了煤与煤系铀矿产协同勘查... 详细信息

煤与煤系铀矿产协同勘查已成为矿产资源勘查的重要方向，为实现煤铀协同勘查技术的集成创新，提高找矿效率和节约勘查成本，基于煤与煤系铀矿产的基本特征、勘查技术方法的有效性和勘查工程布置的经济性，探讨了煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段选择和协同勘查工程布置，构建了煤与煤系铀矿产协同勘查模型。取得如下成果：(1)分析了煤系铀矿产的基本特征，煤系中煤层和铀矿产表现为下煤上铀（煤系砂岩型铀矿）或铀煤同层产出（煤型铀矿）的空间分布关系，煤中铀主要的赋存方式为有机质螯合或束缚，砂岩中的铀主要的赋存方式为铀矿物、吸附铀和含铀矿物。(2)基于煤系铀矿产勘查技术手段的有效性，提出了煤炭勘查工作已完成区和煤与煤系铀矿产勘查新区两种情况下的煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段：在煤炭勘查工作已完成区，充分利用煤炭勘查资料，筛选自然伽马测井曲线高异常层段和区域，利用γ能谱测井验证煤系铀矿化信息，圈定煤系铀矿的普查区，按照煤系铀矿勘查技术手段分阶段选择相应的技术手段；在煤与煤系铀矿产勘查新区，煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段在煤炭勘查技术手段的基础上，增加对煤系铀矿有效响应的放射性技术手段（γ能谱测井、氡及其子体测量）、岩心编录、穿透性地球化学等技术手段。(3)探讨了煤与煤系铀矿产协同勘查工程布置，按照煤、铀矿勘查规范，遵循“协同设计、协同部署、协同施工”的原则，分两种情况开展煤与煤系铀矿产的协同勘查布置：在煤炭勘查工作已完成区，筛选自然伽马测井曲线高异常层段和区域部署施工验证孔，圈定煤系铀矿的普查区，按照煤系铀矿勘查规范分阶段进行勘查工程布置；在煤与煤系铀矿产勘查新区，开展煤与煤系铀矿协同勘查，首先在整个勘查区内寻找煤炭资源，布置煤炭勘查工程，在自然伽马测井曲线高异常层段和区域圈出煤系铀矿靶区，在煤系铀矿靶区以寻找煤系铀矿为主，开展煤系铀矿勘查工程实施。(4)基于协同勘查技术手段的有效性和协同勘查成本的经济性，从煤与煤系铀矿产的协同勘查技术手段和协同勘查工程布置方面构建了煤与煤系铀矿产协同勘查模型，为煤与煤系铀矿产协同勘查工作提供理论基础和方法依据。

关键词：煤煤系铀矿产协同勘查技术协同勘查工程协同勘查模型

砂泥岩地层岩性智能识别方法与应用-以新疆轮南侏罗系岩层为例

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煤田地质与勘探 2025年

作者：蔡明周庆文杨聪陈枫伍东林旺章成广张远君苗雨欣长江大学地球物理与石油资源学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学) 中钢集团武汉安全环保研究院有限公司安徽省煤田地质局第三勘探队中国石油集团工程技术研究院有限公司信息中心

【目的】岩性识别是储层精细评价的基础，传统方法一般仅用2～3种测井参数的交互关系进行岩性识别，测井信息利用率低，对于岩性测井响应差异小的地层岩性识别精度低，严重制约了老井复查效果。高效的智能分类算法CatBoost可充分挖掘多... 详细信息

【目的】岩性识别是储层精细评价的基础，传统方法一般仅用2～3种测井参数的交互关系进行岩性识别，测井信息利用率低，对于岩性测井响应差异小的地层岩性识别精度低，严重制约了老井复查效果。高效的智能分类算法CatBoost可充分挖掘多源测井信息与岩性的关联。【方法】以新疆轮南地区侏罗系砂泥岩储层为研究对象，通过敏感性分析选取自然伽马、自然电位、深浅电阻率比值、声波时差和密度5个测井参数，构建基于CatBoost算法的岩性智能识别模型。利用优化的模型处理实际井资料以进行地层岩性识别，通过准确率、精确率和召回率综合评估模型的岩性识别效果，并对比分析了其与随机森林和KNN算法模型的识别效果。【结果和结论】结果表明：轮南侏罗系大类岩性包括泥岩、砂岩和砾岩，细分岩性复杂；根据岩性敏感测井参数利用CatBoost算法建立的岩性智能预测模型对目标储层细分岩性的识别准确率达92.64%，显著高于随机森林模型的82.95%和KNN模型的70.16%，证明该方法能有效解决研究区的岩性识别问题。研究成果不仅为轮南地区老井复查和进一步勘探开发提供了科学依据，还为复杂岩性精细识别方法研究提供重要参考。

关键词：测井岩性识别人工智能 CatBoost 梯度提升算法

砂泥岩地层岩性智能识别方法与应用——以新疆轮南侏罗系岩层为例

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煤田地质与勘探 2025年第1期53卷 235-244页

作者：蔡明周庆文杨聪陈枫伍东林旺章成广张远君苗雨欣油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学) 湖北武汉430100 长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100 中钢集团武汉安全环保研究院有限公司湖北武汉430081 中国石油集团工程技术研究院有限公司信息中心北京102206 安徽省煤田地质局第三勘探队安徽宿州234000

【目的】岩性识别是储层精细评价的基础,传统方法一般仅用2~3种测井参数的交互关系进行岩性识别,测井信息利用率低,对于岩性测井响应差异小的地层岩性识别精度低,严重制约了老井复查效果。高效的智能分类算法CatBoost可充分挖掘多源测... 详细信息

【目的】岩性识别是储层精细评价的基础,传统方法一般仅用2~3种测井参数的交互关系进行岩性识别,测井信息利用率低,对于岩性测井响应差异小的地层岩性识别精度低,严重制约了老井复查效果。高效的智能分类算法CatBoost可充分挖掘多源测井信息与岩性的关联。【方法】以新疆轮南地区侏罗系砂泥岩储层为研究对象,通过敏感性分析选取自然伽马、自然电位、深浅电阻率比值、声波时差和密度5个测井参数,构建基于CatBoost算法的岩性智能识别模型。利用优化的模型处理实际井资料以进行地层岩性识别,通过准确率、精确率和召回率综合评估模型的岩性识别效果,并对比分析了其与随机森林和KNN算法模型的识别效果。【结果和结论】结果表明:轮南侏罗系大类岩性包括泥岩、砂岩和砾岩,细分岩性复杂;根据岩性敏感测井参数利用CatBoost算法建立的岩性智能预测模型对目标储层细分岩性的识别准确率达92.64%,显著高于随机森林模型的82.95%和KNN模型的70.16%,证明该方法能有效解决研究区的岩性识别问题。研究成果不仅为轮南地区老井复查和进一步勘探开发提供了科学依据,还为复杂岩性精细识别方法研究提供重要参考。

关键词：测井岩性识别人工智能 CatBoost 梯度提升算法

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煤层气藏水平井氮气钻井优化设计方法及应用

特种油气藏 2025年

作者：谭章龙张林强邵明仁王春鹏周璐杨浩中联煤层气有限责任公司中国地质大学(北京)工程技术学院

针对雨旺煤层气藏存在井漏、煤层水敏、煤粉堵塞等问题，通过自主研发氮气钻井软件，建立适合煤层气氮气钻井的注气参数计算模型和摩阻扭矩计算模型，明确注气量与注入压力、不同工况下的摩阻扭矩、钻柱的冲蚀磨损等施工参数计算方法，... 详细信息

针对雨旺煤层气藏存在井漏、煤层水敏、煤粉堵塞等问题，通过自主研发氮气钻井软件，建立适合煤层气氮气钻井的注气参数计算模型和摩阻扭矩计算模型，明确注气量与注入压力、不同工况下的摩阻扭矩、钻柱的冲蚀磨损等施工参数计算方法，对水平井氮气钻井技术的钻具进行分析选择，并在云南雨旺区块钻探1口前期定向试验井和1口水平生产试验井。实际施工过程中，注入压力计算值与实际值误差均在10%以内，钻具未发生因摩阻扭矩和冲蚀磨损导致的事故，机械钻速达到11.64 m/h，达到临井钻速的3倍，验证了软件具有较高的准确性。该研究为煤层气藏氮气钻井提供了借鉴。

关键词：煤层气水平井氮气钻井摩阻扭矩冲蚀注气量雨旺区块