新疆北部早、中侏罗世富油煤分布规律及控制因素

新疆北部富油煤资源丰富,约占全国富油煤资源的一半左右,富油煤资源的合理开发利用,是我国煤制油气用煤资源的重要补充。以往对本区煤炭资源的研究忽视了其油气资源属性,对其富油煤质特征和成因规律认识不清。在系统整理新疆北部6个赋煤带富油煤地质资料的基础上,补充采样测试数据137组,分析早、中侏罗世富油煤的煤岩煤质特征和分布规律,进一步探讨了富油煤形成的控制因素。通过对焦油产率的研究发现,新疆北部地区东北部、西部、中部部分地区焦油产率相对较高,东北部地区八道湾组高油煤呈不连续带状分布。按照煤的焦油产率由高到低依次为巴里坤–三塘湖赋煤带、准南赋煤带、伊犁赋煤带、准北赋煤带、吐哈赋煤带和准东赋煤带。新疆北部地区早、中侏罗世富油煤的形成主要受到成煤沉积环境、煤化程度和煤的显微组分等主要控制因素的影响。覆水还原环境为富油煤的富集提供了良好的条件,富油煤主要形成于相对覆水还原的泥炭沼泽环境,还原性越强,越利于富油煤生成和富集。煤的焦油产率随着镜惰比(V/I)的增加呈现升高的趋势,并且与挥发分和镜质组呈现正相关关系。镜质组最大反射率在生油高峰之前与焦油产率之间存在正相关性,随着煤化程度的升高,煤的焦油产率逐...     

新疆三塘湖盆地富油煤赋存特征及主控因素

三塘湖盆地富油煤十分发育，具有资源量大、煤焦油产率高、煤质优良等特点。为揭示新疆三塘湖含煤盆地富油煤资源赋存特征与控制因素，通过分析聚煤期沉积环境，探讨富油煤成油组分特征与物质来源。结合格金低温干馏测试、显微煤岩组分分析、元素分析及灰成分含量测定，研究影响富油煤煤焦油产率的主要因素。该理论成果可指导当地富油煤资源的勘探开发，倡导煤制油工业的高效发展。     

吐哈盆地鱼尔沟侏罗系煤系划分探讨

长期以来,煤田地质资料对吐哈盆地西部鱼尔沟地区煤系的划分与准噶尔盆地、吐哈盆地艾维尔沟等地的划分差异较大.本文通过沉积环境分析、煤岩层对比,得出了该区所见煤层均属侏罗系八道湾组,F1逆冲推覆断层下有可能赋存西山窑组煤层,为该区西山窑组煤层探测指明了方向.     

吐哈盆地三道岭煤矿4号煤层煤岩组分特征及其成因分析

三道岭矿区位于吐哈盆地哈密坳陷，是南疆重要的煤炭基地，为了研究吐哈盆地西山窑组富惰质组煤岩组分及成因，采集了三道岭煤矿西山窑组4号煤层煤为样品，采用煤岩学、煤化学和煤相学等方法，通过对样品进行工业分析、显微组分鉴定，系统地分析了西山窑组4号煤层的煤岩组分特征，并探讨了富惰质组煤的成煤环境。研究结果表明，中侏罗统西山窑组4号煤层以暗淡煤-半暗煤为主，煤岩组分以富惰质组为主，平均含量高达76.1%,其次为镜质组，壳质组含量最低，属于低变质煤，富惰质组以半丝质体为主，镜质组以基质镜质体为主，矿物组成以粘土矿物和碳酸盐矿物为主。4号煤层煤质属于特低灰、中等挥发分、高碳低氢的特低硫煤，煤灰成分以CaO、Fe₂O₃为主，灰成分指数K介于0.25～10.64之间；成煤期环境主要表现为干燥的森林泥炭沼泽氧化型，成煤植物主要以银杏、松柏等木本植物为主，这些植物生长茂盛易于形成巨厚的煤层，同时西山窑组处于退水沉积序列，覆水性弱，泥炭整体处于弱还原环境下，物质丝炭化作用强烈，形成了富惰质组煤。     

陕北榆神矿区富油煤分布规律及形成控制因素

富油煤开发利用对实现我国煤炭清洁低碳利用、缓解油气供应紧张、保障国家能源安全具有重要意义。鉴于此,基于焦油产率分级划分,对榆神矿区延安组主采煤层富油煤时空分布特征进行了研究,对影响焦油产率的地质因素进行了探讨。结果表明,该区总体以富油-高油煤为主。垂向上,3^-1号煤层焦油产率最高,富油煤和高油煤分布面积最大,其次为2^-2号煤层,5^-2号煤层相对最小。平面上,焦油产率呈东南部高,西北部低的变化趋势,除局部分布含油煤外,其他区域均被富油煤和高油煤覆盖。高油煤在矿区东南部连续分布,东北部零星分布,其中3^-1号煤层高油煤分布面积最大且连续性最好。富油煤的形成主要受煤化程度、成煤物质、成煤环境等因素影响。较低的煤化程度对富油煤的发育极为有利,富油煤和高油煤发育比例达96%以上。较高的富氢镜质组含量为富油煤的发育提供了良好物质基础,富氢镜质组（基质+均质镜质体）含量为高油煤>富油煤>含油煤,富油煤和高油煤的富氢镜质组分含量占全岩显微组分的比例均在50%以上,氢元素含量均在4%以上。强还原性环境为富油...     

伊犁盆地煤中关键金属的分布赋存特征

为查明伊犁盆地煤中关键金属的富集情况,通过工业分析、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、逐级化学提取试验(SCEE)方法及带能谱的扫描电镜(SEM-EDS),结合盆地北部皮里青矿区西山窑组煤与顶底板样品及前人研究成果,探讨煤中关键金属的分布赋存特征。结果表明：伊犁盆地煤中关键金属质量分数整体上并不高,只有局部地区受砂岩型铀矿影响出现了U,Se, Mo及Re等元素的高度富集。在水平上,伊犁盆地的伊宁凹陷呈现南缘显著高于北缘及中部,而北缘又略高于中部的分布特征,这与南缘受到后生富铀溶液渗入、南北缘距离物源更近以及北部的同沉积断裂构造有关。在垂向上,伊犁盆地不同成煤时期的关键金属分布表现为中段的三工河组>下段的八道湾组>上段的西山窑组：受后生富铀溶液渗入,三工河组煤中关键金属质量分数较高;由于构造条件、沉积环境、沼泽地下水位等不同,八道湾组煤中关键金属质量分数高于西山窑组。皮里青矿区西山窑组煤中关键金属富集程度与盆地整体分布情况相符,处于亏损～正常水平,且具有更强的无机亲和性：Li, Zr, Hf, Nb等元素都主要以硅酸盐结合态形式赋存,主要存在于黏土矿物中;Be, V,In...     

神府南部延安组富油煤多源判识规律

富油煤对缓解我国油气资源供应紧张局势、实现煤炭绿色低碳利用具有重要的资源优势。与富氢煤相比,富油煤具有更广义的范畴、更明确的实用性,且高挥发分产率与高焦油产率之间并不具有单调对应性,尤其在有限区域或煤阶范围内,这一规律尤为明显。但目前富油煤识别指标单一且以往数据较少,在标准格金干馏试验基础上丰富富油煤识别方法是亟待解决的重要问题。以神府南部矿区为例,通过探讨富油煤相关性特点及宏-微观控制规律,结果显示：（1）煤层厚度与煤焦油产率分布稳定性呈正相关性,但与焦油产率相关性较弱;（2）在有限的煤阶范围内,挥发分与焦油产率间规律不甚显著,反而对产气率、产水率约束性更为明显。这一现象同样体现在H/C原子比,高H/C原子比并未指示高焦油产率,但对较低的产气率和较高的产水率具有清晰指示意义,这与煤中含氧官能团裂解并获取氢自由基的过程存在密切相关性;（3）宏观煤岩类型对焦油产率具有较好的控制性,这与煤体显微煤岩组成密切相关,总体表现为镜质组、矿物双重控制性,其中光亮煤、半亮-半暗煤焦油产率主要受控于镜质组含量;暗淡煤、夹矸主要受控于煤中矿物含量;（4）灰分与焦油产率间总体呈单调递减规律,但不同煤灰成分...     

CH4气氛在煤中低温热解阶段对焦油产率和品质的影响

富氢气体可调控煤热解产物组成,深入认识这一过程中产物的调控机制可有效促进工艺的优化及其产业化。笔者以淖毛湖固定床反应装置在N₂,H₂和CH₄气氛下,不同温度条件进行煤热解实验,通过对比煤热解反应气氛和温度对焦油产率、焦油的馏分分布和焦油的组成的影响,充分认识CH₄气氛对煤中低温热解阶段(400~700℃)焦油产物的影响。结果表明:当煤热解温度高于600℃时,CH₄气氛可提高煤热解的焦油产率。在600℃时,CH₄气氛下焦油产率略高于N2气氛下的焦油产率。在650℃时,CH₄气氛下焦油产率明显高于N2气氛下的焦油产率,低于H2气氛下的焦油产率。模拟蒸馏结果表明煤热解过程中,轻油和萘油的生成集中在450℃以下,洗油和沥青的生成集中在600℃以下,酚油和蒽油的生成分别集中在500和550℃以下。当温度高于600℃时,CH₄气氛有利于蒽油的生成;当温度高于650℃时,CH₄气氛有利于焦油中各个馏分的生成,其中轻油和酚油馏分的提高最为显著,轻油的含量高于H2气氛下轻油的含量,而酚油的含量与H2气氛下酚油的含量基本相同。GC/MS结果表明煤热解过程中,脂肪烃、烯烃、脂类和醇类化合物的生成主要集中在450℃以下,芳烃和酚类化合物的生成主要集中在600℃以下。当温度高于600℃时,CH₄气氛有利于酚类和醇类化合物生成;当温度高于650℃时,CH₄气氛有利于脂肪烃、芳烃、烯烃、酯类和醇类化合物的生成,其中酚类化合物的含量提高最为显著,但稍低于H₂气氛下酚类化合物的含量。当温度高于600℃时,CH₄可以为煤热解自由基提供氢和CHx自由基,参与到煤热解自由基的稳定和初级挥发分的二次反应。     

陕北富油煤低温热解提油基础特性

富油煤低温热解产油是煤炭资源清洁高效利用的一种方式。为了研究陕北富油煤低温热解提油基础特性,利用固定床反应器进行富油煤低温热解,研究了张家峁、柠条塔和红柳林的富油煤,在不同粒径、不同热解终温、不同升温速率及不同工业分析等条件下对焦油产率的影响,利用气相色谱模拟蒸馏方法分析焦油品质。结果表明：粒径为0.8～2mm的张家峁富油煤,在热解终温为550℃,升温速率为26℃/min,压力为0.1MPa的条件下,焦油产率达到最大,为13.19%;焦油产率随富油煤的热解终温和升温速率的增大先增加后减小。     

准东地区西山窑组煤层发育特征研究

以准噶尔盆地东部地区西山窑组为研究对象,通过分析聚煤时期的沉积环境及构造运动对聚煤和煤层保存的控制作用,认为西山窑组为三角洲平原沉积环境,三角洲平原的泥炭沼泽是煤层发育的主要场所,西山窑组下部含煤性较好,厚煤层主要发育于凹陷区,凸起区煤层发育较差。     

三塘湖煤田西山窑组煤地球化学特征及沉积环境意义

为了查明新疆三塘湖煤田汉水泉矿区西山窑组煤中元素富集情况,通过分析元素表征指数对环境的指示作用,来揭示该煤组沉积环境变化特征,基于煤田地质学、地球化学等理论方法,通过低温灰化、ICP-MS等手段,得出煤中微量元素、稀土元素含量并对其进行分析。结果表明:该煤组元素V、Cu、As、Rb、Sr相对富集,稀土元素分布模式表明轻稀土(LREE)明显亏损,重稀土(HREE)相对富集,Ce负异常,Eu正异常。经低温灰化处理后稀土元素含量远高于未处理的,表明稀土元素大多赋存于有机质中。研究区煤层中V、Ga的富集与黏土矿物含量较高有关,Cu与黄铁矿相伴生,As元素主要以砷黄铁矿的形式存在。δEu、Sr/Ba、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co及S的含量总体上反映该区泥炭的沉积环境:主体为陆相淡水还原环境,局部为弱氧化环境;其中7、9、17、22号煤层处于氧化环境,8、13、14、15、18、19、20号煤层处于还原环境,垂向上呈氧化还原交替变化的古环境特征,推断三塘湖煤田西山窑组含煤岩系在沉积阶段主体上为湖侵过程,期间伴随多次小范围的湖侵-湖退过程。     

准噶尔盆地南缘呼图壁南区块煤层气赋存条件分析

准噶尔盆地南缘呼图壁南区块作为硫磺沟煤层气富集区的毗邻区,处于煤层气勘查空白阶段,通过构造、沉积、水文地质等特征综合分析,获得以下认识:西山窑组下段为主力含煤层段,4层主力煤层空间展布稳定,属中低变质程度,含煤地层为裂隙孔隙弱含水层;西山窑组地层能够接受大气降水、冰川融水/河水的侧向补给,具有次生生物气生产条件;单斜背景条件,地表水从浅部向深部渗流,形成承压水环境,煤层气矿化度较高,有很好的煤层气吸附-聚集潜力。     

西部典型侏罗系富煤区含水介质条件与水动力学特征

以位于吐哈盆地的大南湖矿区为例,结合该区侏罗系含煤地层渗透性好、富水性强、静储量大等典型特征,采用现场取样、压汞实验、扫描电镜等手段,系统研究了侏罗系西山窑组含水层的沉积环境、宏观地层结构、细观孔隙结构等含水介质特征;通过现场抽水试验及室内数据处理分析,研究了该含水层的循环条件及水动力特征。结果表明：研究区侏罗系含水层具有典型的隐伏古湖床沉积环境及高孔隙度、强渗透性、“孔隙-裂隙”双重含水介质共存的特殊水文地质结构特征;区域上,侏罗系含水层补给水源充沛,结合侏罗系含水层的双重介质特征,表现出具有明显滞后效应的水动力学特征,通过Boulton模型对水文地质参数进行校正,经现场试验,更符合该区地下水运动的实际规律。研究成果初步揭示了吐哈盆地富煤区由于地质沉积环境及岩性差异所导致的侏罗系含水介质结构及地下水动力场的特殊性。     

三塘湖盆地条湖凹陷中侏罗统西山窑组层序地层及聚煤规律

以三塘湖盆地条湖凹陷为研究对象,围绕西山窑组地层的层序地层细分与聚煤规律研究这一关键问题,充分运用含煤岩系层序地层学等理论方法,探讨三塘湖盆地条湖凹陷内西山窑组含煤岩系地层聚煤规律。综合三塘湖盆地条湖凹陷内的钻井、测井和地震等资料,运用层序地层学方法进行高精度地层划分对比,将其划分为3个三级层序(SQ1,SQ2,SQ3),根据地层叠置样式及岩相变化特征进一步在三级层序内部识别出低位体系域(LST)、湖扩体系域(EST)以及高位体系域(HST);在构建的层序格架内部分析其古地理发育特征和演化过程,识别出辫状河、辫状河三角洲及湖泊等沉积相类型;盆缘到盆中心之间的滨浅湖-三角洲平原环境过渡区域是泥炭发育的最佳场所,其中在三角洲前缘及三角洲平原的接触界面处有范围性的厚层煤发育;可容纳空间变化速率与泥炭堆积速率之间的平衡对煤层形成具有重要控制作用,湖扩体系域的早期和晚期成煤厚度大范围广,而高位体系域时期则相对较薄连续性差;在此基础上,建立了条湖凹陷西山窑组的聚煤模式,聚煤中心主要发育于湖扩体系域早期和晚期的湖泊和三角洲过渡部分。系统开展本次研究不但能够进一步了解西山窑期凹陷及全盆的古地理环境,还对该地区煤炭资源评价和勘探开发提供借鉴。     

三塘湖煤田西山窑组含煤地层沉积特征与聚煤规律

为了明确三塘湖煤田西山窑组主力煤层的富集成因,基于三塘湖煤田的钻孔、测井、古生物等资料,通过对沉积相、沉积岩体叠置样式、岩相等变化将西山窑组划分为1个四级层序及高位、湖侵、低位3个体系域,建立了三塘湖煤田西山窑组地层格架。研究结果表明:三塘湖物源主要来自西北部的大哈莆提克山、北部的苏海图山和东北部的克孜勒塔格山,盆地沉积中心位于中部的汉水泉和条湖凹陷区。该时期的成煤环境主要以潮湿森林沼泽相及较浅覆水森林沼泽相为主,成煤植物主要由桫椤科、苏铁科、松科为主的木本植物及少量海金沙科、紫萁科等草本植物构成,煤层主要分布在湖侵体系域近最大湖泛面附近,辫状河三角洲间湾和湖湾以及下辫状河三角洲平原地区是最有利的煤炭聚集的沉积环境。     

吐哈盆地克尔碱凹陷煤层煤质特征与成煤环境

为了揭示吐哈盆地克尔碱凹陷不同矿区煤质形成条件,探讨该区煤质与成煤环境的关系,基于对主采煤层样品工业分析、有害组分及灰成分指标等数据分析,在对克尔碱凹陷地层分布、含煤岩系特征等基本地质条件分析的基础上,运用煤地质学、煤岩学、煤化学等理论和方法,系统总结凹陷内各矿区煤层赋存特征、煤质特征,探讨区内煤岩煤质与成煤环境的关系。结果表明：研究区自西向东划分6个主要矿区,区内煤层主要发育于中侏罗统西山窑组（J2x）和下侏罗统八道湾组（J1b）地层之中。研究区煤质呈低灰、低硫、高挥发分特征,煤灰成分以SiO2、Al2O3为主。综合分析表明,研究区中-下侏罗统主要煤层形成于湖泊-河流三角洲淡水沉积环境,具陆相成煤特征,成煤环境温暖潮湿。     

伊犁盆地洪海沟地区西山窑组上段砂岩型铀矿沉积环境

在分析伊犁盆地洪海沟地区西山窑组上段区域地质背景的基础上,通过综合研究该区砂体厚度、综合测井资料视电阻率平均值、氧化砂岩厚度与砂岩厚度的比值以及研究区岩相分布规律,对该区域氧化带分布特征及砂岩氧化强度变化特征,沉积环境与铀成矿的关系进行了探讨,总结了成矿有利岩相分布特征,并推测了有利成矿地带。研究表明:(1)洪海沟铀矿床西山窑组上段地层赋存的铀矿体主要受到沉积环境、砂体等因素的控制,即有利的沉积环境为砂岩型铀矿成矿提供了基础,厚大的砂体为铀成矿提供了较好的沉积场所以及含铀、含氧水的运移通道,含铀、含氧水的运移方向决定了区域成矿的沉积部位;(2)研究区西山窑组上段的铀矿体多发育于曲流河道砂体变薄和岩屑粒度变小的部位。上述研究进一步表明,利用综合测井资料中的视电阻率均值来研究沉积环境的思路具有可行性,加之综合测井资料的数字化程度高、测量结果连续性好,使得该思路在研究铀矿沉积环境时更便捷、高效。     

准东侏罗系含煤层地层岩相古地理特征研究

以准噶尔盆地东部地区侏罗系主要含煤地层八道湾组和西山窑组为研究对象,通过大量钻井岩心观察,结合前人研究成果,分析含煤地层岩性组合特征及岩相古地理特征,认为八道湾组中期为最大湖泛期,八道湾组晚期和西山窑组早期为最主要的成煤时期,识别了深湖、半深湖-浅湖、辫状河三角洲、曲流河三角洲、辫状河、曲流河、沼泽和扇三角洲等沉积环境,其中辫状河三角洲和曲流河三角洲为最有利的成煤环境。     

新疆吐鲁番艾丁湖煤矿区煤矿开采技术条件分析

新疆吐鲁番艾丁湖煤矿区位于吐哈盆地的西南缘,是吐鲁番地区重要的煤炭蕴藏地之一。含煤地层为侏罗系中统西山窑组和下统八道湾组。矿区水文地质类型属孔隙、裂隙类简单型,矿区工程地质类型属层状岩类复杂型,矿区环境地质质量中等。     

富油煤热解流体滞留特征及其机制

富油煤作为煤基油气资源在我国西部地区拥有丰富的资源量,对其规模化提取油气不仅有利于提高国内能源供给能力,同时有利于改善煤炭的高碳属性。富油煤原位热解技术在提取煤中油气资源的过程中,具有绿色、低碳、地质结构损害小的优势,但其油气产出可能面临流体迁移约束与滞留问题。利用低场核磁共振实验和热重分析实验充分证实了富油煤热解残样中存在油气滞留特征,基于傅里叶红外光谱数据探讨了煤基质结构演化对热解流体迁移的束缚和滞留机制。研究结果表明,低场核磁共振T₁-T₂谱显示富油煤500℃热解后存在较强烈的油性小分子信号,利用热重分析技术对500℃热解后的半焦再次进行热解实验,发现其初始热解温度仅为461.5℃,低于前期500℃预处理温度。对比该热解样品与未热解的富油煤原始样品,在371～462℃热解温度段活化能前者却远低于后者。上述现象充分说明500℃富油煤热解阶段存在油的束缚情况。随着热解温度的升高,煤中含氧官能团和脂肪结构不断减少,导致煤-油相互作用增强、煤-水相互作用减弱,这一方面使煤基质对热解焦油的迁移约束性增强,另一方面使煤中可动水含量逐渐增多。此外,煤...