The impact of depositional environment and tectonic evolution on coalbed methane occurrence in West Henan,China

A deeper understanding of the mechanisms by which geological factors(depositional environment and tectonic evolution) control the occurrence of coalbed methane(CBM) is important for the utilization of CBM resources via surface-drilled wells and the elimination of coal-methane outbursts, the latter of which is a key issue for coal mine safety. Based on drill core data, high-pressure isothermal adsorption experiments, scanning electron microscopy experiments, mercury intrusion porosimetry, and X-ray diffraction experiments, the impact of the depositional environment and tectonic evolution on CBM occurrence of the II-1 coal seam of the Shanxi Formation in West Henan was analyzed. Results showed that the depositional environment led to the epigenetic erosion of tidal flat coal-accumulating structures by shallow-delta distributary channel strata. This resulted in the replacement of the original mudstonesandy mudstone coal seam immediate roof with fine-to-medium grained sandstones, reducing methane storage capacity. Epigenetic erosion by the depositional environment also increased coal body ash content(from 6.9% to 21.4%) and mineral content, filling the cleat system and reducing porosity, reducing methane storage capacity. The maximum methane adsorption capacity of the coal body reduced from35.7 cm3/g to 30.30 cm3/g, and Langmuir pressure decreased from 1.39 MPa to 0.909 MPa. Hence, the methane adsorption capacity of the coal body decreased while its capacity for methane desorption increased. Owing to the tectonic evolution of West Henan, tectonically deformed coal is common; as it evolves from primary cataclastic coal to granulitic coal, the angle of the diffraction peak increases, d002 decreases, and La, Lc, and Nc increase; these traits are generally consistent with dynamic metamorphism.This is accompanied by increases in the total pore volume and specific surface area of the coal body, further increasing the capacity for methane storage. Increases in micropore volume and specific surface area also increase the ability of the coal body to adsorb methane.     

华北盆山演化对深部煤与煤层气赋存的制约

深部煤和煤层气的聚集及赋存与盆山演化有着密切的关系.在对华北陆块中新生代盆山演化过程与特征研究的基础上,以其主要含煤区为研究区域,探讨了华北陆块盆山演化对其含煤区深部煤和煤层气的制约作用.结果表明:华北不同地区盆山演化特征不仅导致了含煤盆地结构的复杂多变,也使煤层埋深及煤的储层物性发生了不同程度的变化.渤海湾盆地,受挤压和伸展控制作用,其煤层埋藏深;煤层气沿断裂运移至上覆岩层中,形成常规天然气藏,但仍有部分煤层气赋存于深部煤层中,形成煤层气富集层.鲁西含煤区以伸展滑脱作用为主,煤层埋深增加;由于张性断裂作用,煤层含气量降低.两准含煤区以逆冲推覆作用为主,使煤层埋深增加;淮北煤田岩浆-热作用相对淮南煤田强烈,煤层含气性局部变好,渗透率也有所增高.豫西含煤区重力滑动产生的牵引褶皱区,煤层埋深增加,煤层气保存较好.沁水盆地以挤压复向斜构造为主,使煤层埋深增加,且岩浆-热作用明显,煤层含气性较好,而叠加后期形成的构造裂隙,渗透率较好.鄂尔多斯盆地受沉积厚度的影响而煤层埋深增加;由于煤中内生裂隙较多,渗透性也较好.     

综合开发煤层气和煤的地下气化

为了利用天津的煤碳资源,提出也综合煤层气的生产和煤的地下气化方案,该方案在技术上和经济上被认为是可行的。     

峰峰矿区地质特征及煤层气赋存

鼓山背斜是峰峰矿区的主控构造。鼓山背斜以西,断层发育,煤层埋藏较浅,地下水补、径、排条件良好,造成煤层气的逸散,煤层含气量低;鼓山背斜以东,地形相对较低,煤层呈单斜构造向深部倾伏,地下水补、径、排条件较差,煤层气得以保存和富集。     

华北地区煤层含气性影响因素探讨

煤层含气性是评价煤层气勘探开发前景的决定性因素之一,影响煤层含气性的因素很多,其中较为重要的因素有煤层上覆有效地层厚度、煤的变质程度、断裂构造、盖层条件及煤层厚度等.对此进行了分析探讨,认为影响煤层含气性的主要地质因素为煤层上覆有效地层厚度和煤的变质程度,次要因素为断裂构造、盖层条件及煤层厚度.     

石门沟煤矿3号煤层瓦斯赋存规律探究

煤层瓦斯质量体积（含量）是煤层瓦斯主要参数之一,是矿井进行瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出预测和瓦斯抽放设计的重要依据.只有摸清矿井瓦斯赋存规律,才能对采掘面瓦斯抽放制定合理的技术措施.为避免石门沟煤矿瓦斯治理的盲目性,笔者通过分析煤层瓦斯质量体积与埋藏深度的关系,并结合矿井地质构造,研究了煤层瓦斯赋存规律,总结得出石门沟煤矿3号煤层瓦斯质量体积受地质构造控制,在远离地质构造区域,瓦斯质量体积与埋藏深度呈正相关,并推出其关系式,为矿井瓦斯治理提供可靠数据.     

石门沟煤矿3号煤层瓦斯赋存规律探究

煤层瓦斯质量体积(含量)是煤层瓦斯主要参数之一,是矿井进行瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出预测和瓦斯抽放设计的重要依据.只有摸清矿井瓦斯赋存规律,才能对采掘面瓦斯抽放制定合理的技术措施.为避免石门沟煤矿瓦斯治理的盲目性,笔者通过分析煤层瓦斯质量体积与埋藏深度的关系,并结合矿井地质构造,研究了煤层瓦斯赋存规律,总结得出石门沟煤矿3号煤层瓦斯质量体积受地质构造控制,在远离地质构造区域,瓦斯质量体积与埋藏深度呈正相关,并推出其关系式,为矿井瓦斯治理提供可靠数据.     

华北地区煤层含气性影响因素探讨

煤层含气性是评价煤层气勘探开发前景的决定性因素之一,影响煤层含气性的因素很多,其中较为重要的因素有煤层上覆有效地层厚度、煤的变质程度、断裂构造、盖层条件及煤层厚度等.对此进行了分析探讨,认为:影响煤层含气性的主要地质因素为煤层上覆有效地层厚度和煤的变质程度,次要因素为断裂构造、盖层条件及煤层厚度.     

登封煤田新登煤矿水文地质特征及瓦斯赋存规律

为了揭示登封煤田新登煤矿水文地质特征及瓦斯赋存规律,以便更好地为安全生产服务,基于煤层瓦斯运移、散失、赋存理论,结合矿井勘探和生产揭示的瓦斯地质资料,分析新登煤矿瓦斯赋存、分布规律.通过拟合煤层埋深、煤层厚度、直接顶板特征、底板灰岩水矿化度与煤层瓦斯含量的数值关系,结合太原组灰岩地下水动力场分布特征,划分水文地质单元,...     

黄陇煤田煤层甲烷解吸滞后规律及解吸滞后定量评价

为研究黄陇煤田低阶煤甲烷解吸滞后规律并定量评价解吸滞后,采集郭家河井田3号煤层煤样(GJH3)、大佛寺井田4号煤层煤样(DFS4)与黄陵二矿井田2号煤层煤样(HL2),采用液氮吸附与等温吸附/解吸试验,分析其孔隙结构特征与吸附/解吸特征,基于Langmuir方程与热力学计算结果,定量评价解吸滞后与吸附/解吸前后吸附热差...