煤炭地下气化技术及其应用前景

煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧以产出煤气的一项清洁能源新技术。根据气化通道方式可分为无井式（钻孔作为气化通道）和有井式（人工巷道作为气化通道）两种方式。前苏联是世界上进行地下气化现场试验最早的国家，除前苏联外，受能源危机的影响，20世纪美国、英国、法国、德国、比利时和东欧许多国家也都相继进行了煤炭地下气化的试验。我国煤炭地下气化的开展在20世纪80年代以后，中国矿业大学研究并提出了“长通道、大断面、两阶段”煤炭地下气化工艺，并在山东、河北、山西等地成功应用。煤炭地下气化核心技术是气化建炉技术和煤炭地下气化控制技术。煤炭地下气化煤气可用于联合循环发电、提取纯H2以及用作化工原料气、工业燃料气、城市民用等。研究表明，我国目前适合煤炭地下气化的煤炭资源量达6244.6×10⁸t，可得到合成天然气量为214.03×10¹²m³。     

塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩的再认识

综合考虑下古生界烃源岩的纵向分布特征,认为塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩主要发育中、下寒武统,中、下奥陶统和上奥陶统3套烃源岩.中、下奥陶统黑土凹组烃源岩与中、下寒武统烃源岩的沉积相特征和发育特征相似,有机质丰度高、类型好;上奥陶统烃源岩分布局限、类型差.3套烃源岩具有不同的热演化特征.以满加尔凹陷中西部地区为例,中、下寒武统烃源岩在加里东晚期-海西早期进入生油高峰阶段,中、下奥陶统烃源岩在海西晚期进入生油高峰阶段,上奥陶统烃源岩则在燕山晚期-喜马拉雅期进入生油高峰阶段.满加尔凹陷古生界烃源岩的三分法能更准确地反映下古生界烃源岩的实际分布情况,同时构筑了解决油气来源、油气成藏观点冲突的框架,能更准确认识不同地区海相原油的混源特征.     

沁水盆地盖层对煤层气富集的影响

从煤层气藏封盖机理探讨开始，分析了沁水盆地以及其他含煤盆地煤层气富集与盖层的关系。研究认为，实际上盖层对煤层气的保存同样重要，煤层气藏对盖层封盖性的要求就是要使煤层能够达到最佳的吸附量或含气量。研究结果：①良好的盖层条件可以减缓煤层气的散失，同时可间接抑制煤层气的解吸； ②具有封盖性好的上覆盖层（顶板）和下伏隔层（底板）的煤层有利于煤层气的富集；③煤层埋藏太浅，盖层封盖条件变差，不利于成藏；④埋深适中，具有稳定分布、封盖性好顶底板的煤层有利成藏。沁水盆地盖层与含气量的关系说明，盖层厚度大、泥质含量高、高突破压力和一定的埋深对煤层气的保存是有利的。     

油气成藏过程研究的地质意义

油气成藏过程研究是含油气盆地研究的重要内容,具有十分重要的地质意义。根据近几年笔者对油气成藏过程研究的实例,认为油气地球化学特征除了具有“源控”特征外,还具有不可忽视的受油气成藏过程控制的特征;对一个地区烃源岩的评价,尤其对高过成熟的烃源岩的生气潜力的评价,不能只停留在静态条件下的评价,必须结合成藏过程综合评价。同时以中西部前陆盆地为例,讨论了油气成藏过程研究对油气勘探方向的指导作用。     

深层背斜圈闭中泥岩盖层完整性评价方法及其应用——以四川盆地川中地区震旦系气藏为例

深层致密泥岩盖层由于成岩程度高、脆性强,易发生脆性破裂并造成盖层泄漏,因此,盖层的完整性评价十分关键。泥岩盖层的变形特征主要受泥岩密度和围压控制,随着埋深增大,泥岩会经历塑性—脆性—塑性的复杂转变,但在沉积盆地埋深范围内总体以发育脆性变形为主。深层泥岩盖层在抬升过程中由于脆性增强,更易发生脆性破裂。在同样的抬升背景下,浅层泥岩盖层比深层泥岩盖层会优先破裂;对于同一套泥岩盖层,抬升量大的地区,其泥岩盖层会优先破裂。综合考虑泥岩的脆性程度以及泥岩盖层所经受的构造应变大小,建立了泥岩盖层完整性评价方法,利用该方法对四川盆地川中地区震旦系气藏中的寒武系筇竹寺组泥岩盖层进行了实例研究。结果表明,威远构造在喜马拉雅期的抬升量和应变大,由于寒武系筇竹寺组泥岩盖层发生破裂形成泄漏窗口,导致威远气田现今为残留气藏,其圈闭充满度仅为25%;安岳气田晚期构造稳定、应变小、埋深大,尽管其寒武系筇竹寺组泥岩盖层保持完整,但天然气可从圈闭溢出点沿着震旦系—寒武系不整合面向威远构造的泄漏窗口发生侧向泄漏,造成安岳气田震旦系灯影组的古超压气藏在现今转变为常压气藏。在四川盆地腹部寒武系筇竹寺组泥岩盖层埋深大于4 km且断裂不发育的地区,震旦系灯影组天然气藏的保存条件好,勘探潜力大。该方法适用于对断裂不发育的背斜圈闭进行泥岩盖层完整性评价,可推广应用到深层勘探目标的评价和优选中。     

储层条件下煤吸附甲烷能力预测

煤的吸附能力受煤的性质（煤阶、煤岩组分、煤体变形）和环境条件（温度、压力）的控制。探讨储层温度、压力下的煤吸附能力是含气量预测的前提和基础。根据Polanyi的吸附势理论，结合实测等温吸附数据，首先绘制了煤吸附甲烷的吸附势特性曲线，然后建立反映吸附量、温度和压力三者之间关系的数学模型。此模型可在已知某一温度下的吸附等温线时，计算任一温度、压力下煤的吸附能力，也就是储层条件下的理论最大含气量。该模型的建立使得定量评价地质历史时期煤层气的聚集与散失成为可能，并且在沁水盆地东南部得到了成功应用     

煤炭地下气化技术及其应用前景

煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧并产生煤气的一项清洁能源新技术。根据气化通道方式可分为无井式（钻孔作为气化通道）和有井式（人工巷道作为气化通道）。前苏联是世界上进行地下气化现场试验最早的国家，受能源危机的影响，美国、英国、法国、德国、比利时和东欧许多国家在20世纪也都进行了煤炭地下气化的试验。我国煤炭地下气化研究的开展是在20世纪80年代以后，中国矿业大学研究并提出了“长通道、大断面、两阶段”煤炭地下气化工艺，并在山东、河北、山西等地成功应用。煤炭地下气化的核心技术是气化建炉技术和控制技术。煤炭地下气化煤气可用于联合循环发电、提取纯Ｈ₂以及用作化工原料气、工业燃料气、城市民用等。计算表明，我国目前适合地下气化的煤炭资源量达6244.6亿吨，可得到合成天然气量为214.03万亿立方米。     

松辽盆地昌德东CO2气藏形成机制及成藏模式

通过对松辽盆地北部昌德东地区CO2气藏中天然气组分、天然气成因、气藏特征、断裂及火山岩相等研究,探讨昌德东地区CO2气藏的形成机制及成藏模式.研究表明,昌德东地区CO2为幔源成因,烃类气为油型气与无机烃类气混合成因;芳深9井-芳深701井区为CO2气藏,芳深6井-芳深7井区属高含CO2气藏,二者是两个互不连通的气藏系统.松辽盆地深层CO2气藏的形成机制可概括为:深部热流底辟体的顶部是CO2的储集库.基底大断裂向下收敛于拆离带并沟通CO2气源,CO2通过基底大断裂和古火山通道向上输导并在适当圈闭中聚集成藏.运聚通道组合类型的差异以及运移过程中天然气的重力分异作用是导致芳深9井-芳深701井区和芳深6井-芳深7井区气藏中CO2含量差异的根本原因.图5表3参32     

压汞法和气体吸附法研究富有机质页岩孔隙特征

页岩储层孔隙由宏观裂缝到微观纳米级孔隙构成,具有较低的孔隙度。为了对页岩孔隙进行有效分析,将页岩中的孔隙分为3类并分别运用相应的方法对其进行测定：①页岩中的微孔（<2 nm）应用CO₂低温吸附法（D-R方法）测定;②介孔（2~50 nm）应用N₂低温吸附法（BET理论）测定;③宏孔（>50 nm）应用高压压汞法测定,进而对孔隙分布进行全面分析。利用以上方法对中国典型海相和湖相页岩孔隙进行测定并分析孔隙发育控制因素后发现：①四川盆地海相页岩孔隙发育,其中牛蹄塘组、五峰组较好;②页岩中宏孔主要与矿物相关,微孔、介孔主要与有机质相关;③随着热演化程度升高,页岩中有机孔隙逐渐增大。     

断层侧向封堵性评价方法综述

针对碎屑岩中正断层侧向封堵性评价的10种研究方法,文中从各方法的基本原理入手,分析其优缺点及适用范围,从而进行了全面的论述和评价。断层侧向封堵性评价方法可概括成4类:Ⅰ类是断层岩封闭法;Ⅱ类是断层两侧流体相关参数对比法;Ⅲ类是岩性对接封闭法;Ⅳ类是综合法。每个断层侧向封堵性评价方法都有一定的局限性,具体选用何种评价方法,要具体情况具体分析确定。总的来说,岩性对接分析和断层两侧流体分析是对地质特征的基本描述,是评价或预测断层侧向封堵性的基础。若是砂砂对接,则SGR法是目前比较成熟的评价方法。