中国煤成大气田天然气汞的分布及成因

对中国8大含气盆地中的500多口气井开展天然气汞含量检测,对产自不同地区的2个煤样开展煤生烃热释汞模拟实验,并对采自鄂尔多斯盆地的11块岩心煤样进行汞含量检测。研究表明,中国煤型气中汞的分布具有煤型气汞含量总体远高于油型气、不同煤型气汞含量的分布很不均匀、煤型气汞含量总体随产层深度的增加而变大这3个特征。中国煤型气中的汞主要来自于气源岩,其主要证据除了煤型气汞含量远高于油型气、高含二氧化碳天然气的汞含量随二氧化碳含量的增加而下降和煤系具备形成高含汞天然气的物质基础外,煤生烃热释汞模拟实验揭示煤在热演化过程中可以形成较高的天然气汞含量,煤型气汞含量受气源岩温度和储集层硫化环境的控制。结合岩石圈物质循环过程和油气形成过程,中国煤型气中汞的形成过程可以划分为搬运和沉积、浅部埋藏、深部埋藏、保存和破坏等4个阶段。图5表5参35     

改性活性炭对含汞废气吸附机理及性能研究

汞具有高挥发性,含汞废物处理过程中产生的气态汞如未及时处理,会对人体健康及周边环境存在极大风险.为分析改性活性炭对含汞废气吸附机理及性能,采购4种市售载硫量的活性炭样品进行相关参数表征,并通过气体吸附实验装置进行汞的吸附实验.结果表明:市售载硫活性炭基本参数差距较大,4种活性炭中硫质量分数最高为11.46％,最低为0.13％;比表面积最大为1014.37 m2·g-1,最小为435.81 m2·g-1;4种活性炭之间的平均孔径大小无明显差异;活性炭中硫质量分数及比表面积影响汞的吸附饱和速度,高比表面积及高硫质量分数的活性炭对汞的吸附效率最高;高硫质量分数活性炭对汞的吸附主要为表面微孔吸附,颗粒内扩散作用微弱.低硫质量分数活性炭先对汞表面微孔吸附,表面活性位被逐渐覆盖后进行孔道内扩散.因此,在工程活性炭选用过程中,应结合经济成本,选用高比表面积及高硫质量分数的活性炭.     

天然气失效脱汞剂中热释汞形态分析及应用

目的明确载金属硫化物天然气失效脱汞剂中汞的形态和热释汞特征。 方法开展汞化合物参考物质、单质汞和失效脱汞剂在空气气氛下的程序升温热释汞实验研究。 结果不同汞化合物的热释峰可以分开,黑色硫化汞、红色硫化汞、氧化汞和硫酸汞热释汞峰值温度分别在290 ℃、390 ℃、505 ℃和620 ℃左右,单质汞热释汞峰值与热释温度呈指数关系。失效脱汞剂中汞的形态为黑色的硫化汞,单质汞、红色硫化汞、氧化汞和硫酸汞未见显示。失效脱汞剂热释汞起始温度约为160 ℃,黑色硫化汞和失效脱汞剂热释汞结束温度均为600 ℃。 结论失效脱汞剂在常温下卸载和运输过程中不会发生分解,但要避免接触高温热源。辰砂汞矿冶炼温度一般在700~850 ℃之间,辰砂汞矿冶炼温度同样适用于失效脱汞剂除汞。      

沁水盆地南部地区煤层气汞含量特征简析

随着人类对天然气需求的不断增加,煤层气作为一种新兴的能源受到人们越来越多的重视,但天然气中普遍含汞的性质决定了我们有必要对其加强研究。按照天然气中汞的成因假说,沁水盆地南部地区煤层气汞含量可能较高。为了验证这一问题,采用德国Mercury Instruments公司生产的痕量汞检测仪UT3000对该地区7口煤层气井和1处煤层气液化站进行检测。检测结果显示该地区煤层气汞含量普遍很低,均在10ng/m3以下,因此在煤层气勘探与生产过程中不存在汞的威胁。为了解释这一现象,开展了煤粉热吸汞、释汞实验。实验数据表明当加热温度大于120℃时煤粉释汞,而在小于100℃时煤粉吸汞,吸汞与释汞的温度平衡点介于100～120℃之间。沁水盆地南部地区煤层埋藏较浅,地层温度一般不会超过56℃,在此地层温度下,煤系有机质对汞具有强烈吸附作用,这是导致该地区煤层气含汞很低的根本原因。     

鄂尔多斯盆地大气田的烷烃气碳同位素组成特征及其气源对比

鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地,至2002年底已发现4个储量为10¹¹m³以上的大气田.上古生界与煤系有关的烃源岩形成了苏里格、榆林、乌审旗3个位于碎屑岩中的煤成气大气田,在下古生界奥陶系马家沟组碳酸盐岩中发现了靖边气田(其气源仍存在争议).对4个大气田125个气样烷烃气碳同位素分析成果的研究表明,上古生界大气田烷烃气碳同位素组成较重,数值分布域小,表现了煤成气特征,其δ¹³C_iC4>δ¹³C_nC4,各个气田仅发现单项性碳同位素倒转.下古生界靖边气田δ¹³C₁频率主峰值和δ¹³C_B,δ¹³C_T与上古生界具有相似性,也表现出煤成气为主的特征.但靖边气田具有多项性碳同位素倒转,δ¹³C₁,δ¹³C₂,δ¹³C₃数值分布域大,δ¹³C₂较轻,表现出了以煤成气为主油型气为辅的混合气特征.煤成气和油型气的气源均来自上古生界的石炭-二叠系煤系和太原组含煤地层中有机碳丰度高的石灰岩,否定了有机碳含量约为0.20%的马家沟组碳酸盐岩是油型气烃源岩的结论.     

天然气汞含量作为煤型气与油型气判识指标的探讨

虽然天然气汞含量作为判识煤型气和油型气的一项重要指标已经被很多学者所接受,但在勘探实践中应用的并不多,究其原因还是对该指标的认识不够深入。为探讨该指标的适用性,笔者对天然气中汞的成因机制进行探讨。首先通过煤中汞含量、煤的产气率以及煤粉热释汞实验,分析认为天然气中的汞主要来自于气源岩,尤其是煤,只有当地层温度达到一定数值以后,气源岩中的汞才会在热力的作用下大量被释放并随生成的天然气一起运移并聚集到气藏中,气源岩类型和地层温度共同决定了天然气汞含量的高低。其次,笔者对全国8大盆地500多口天然气井开展了天然气汞含量检测,并对其中部分气井进行了天然气烷烃碳同位素检测。统计分析表明,当天然气汞含量大于30μg/m3时,可基本判断该天然气类型为煤型气;当天然气汞含量介于10～30μg/m3时,其为煤型气的几率较大,在结合其他地质资料的情况下也可比较容易得出合理的结论;但当天然气汞含量介于5～10μg/m3,甚至更低时,天然气汞含量只能作为判识煤型气和油型气的辅助参数。     

中国气田天然气中汞的成因模式

汞是天然气中一种常见的有害元素,中国含气盆地构造背景复杂,天然气类型多样,不同气田汞含量差异很大。为搞清中国气田汞含量分布特征及天然气中汞的成因模式,对中国陆上八大含气盆地近500多口气井开展了汞含量检测和分析。研究表明天然气汞含量差异很大,不仅表现在不同含气盆地之间和同一含气盆地的不同构造部位之间,而且表现在不同产气层埋藏深度之间及不同天然气类型之间。中国高含汞天然气主要分布在构造活动相对较强的拉张断陷盆地及前陆盆地的深层。松辽盆地高含二氧化碳井汞含量数据表明天然气中的汞不可能为幔源成因\.通过对煤的汞含量和产气率分析认为,作为生气母质的煤可以为高含汞天然气的形成提供充足的汞源。富含汞的气源岩、充足的热力和必要的保存温度是高含汞天然气形成的3个必要条件。结合汞的物理、化学特征和煤的沉积、埋藏和演化过程,可将天然气中汞的形成划分为5个演化阶段,即搬运、沉积、埋藏、释放和保存。     

四川盆地天然气汞含量分布特征及成因分析

四川盆地结构复杂、沉积厚度大,自下而上发育多套含气层系,既有煤型气又有油型气,不同储层中天然气的组成及成熟度均存在较大差异.天然气中汞的形成与天然气的形成过程密切相关.为研究四川盆地天然气汞含量分布特征,对该盆地不同地区近120口气井开展了天然气汞含量检测,并对部分气井的天然气组成以及烷烃碳同位素进行了测定.总体上,四...     

天然气汞含量作为煤型气和油型气判识指标的探讨

天然气汞含量作为判识煤型气和油型气的一项重要指标已经被很多学者所接受,但在勘探实践中应用的并不多,究其原因是对该指标的认识还不够深入.探讨该指标的前提是搞清天然气中汞的形成机制,通过对美国和中国不同产煤区煤中汞含量和不同煤阶下煤的产气率进行统计分析,认为煤系有机质具备形成高含汞天然气的物质基础.但很多检测数据显示并不是所有的煤型气均具有较高的汞含量,有的甚至接近于0.为解释这一现象,开展了煤的吸汞和热释汞实验,发现煤在低温下不仅不能够释汞反而会从周围环境中吸收汞,只有当温度升高到一定程度煤中的汞才会在热力的作用下大量释放出来,因此说气源岩类型和地层温度共同决定了天然气汞含量的高低.全国八大盆地500多口气井的汞含量数据统计分析表明,当天然气汞含量大于30 000ng/m3时,可基本判断该天然气类型为煤型气.当天然气汞含量介于10 000～30 000ng/m3之间时,其为煤型气的几率较大,在结合其他地质资料的情况下也可比较容易得出合理的结论.但当天然气汞含量介于5 000～10 000ng/m3之间甚至更低时,天然气汞含量只能作为判识煤型气和油型气的辅助参数.     

天然气中痕量汞的检测方法研究

受天然气成藏条件的控制，部分天然气可能含有一定量的汞。当天然气汞含量较高时，易导致天然气在低温处理过程中析出液态汞，汞的毒性和腐蚀性会给油气田生产带来安全隐患。随着天然气轻烃回收和液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)行业的不断发展，对天然气中汞的检测需求不断增长，尤其是对天然气中痕量汞的检测需求更加迫切。ISO 6978-2:2003 Natural gas—Determination of mercury—Part 2:Sampling of mercury by amalgamation on gold/platinum alloy和ASTM D5954-98 Standard test method for mercury sampling and measurement in natural gas by atomic absorption spectroscopy等标准虽已发布多年，但在中国的应用并不理想，一些关键性问题尚需进一步明确。为此，对高压采样和二次汞齐化等关键问题进行了分析研究。研究表明，高压采样尤其是管压下采样，对天然气中痕量汞的检测...