海拉尔盆地乌9井煤含水热模拟生烃实验研究

通过对海拉尔盆地乌9井煤进行含水热模拟实验，结果反映出煤在早期阶段产气率较小，且以生成非烃气为主，350℃后产气率明显增大，随模拟温度的增加烃类气体的组分碳同位素序列由正碳序列变为同位素序列倒转，说明了温度对天然气的组分碳同位素序列有影响。热模拟煤中可溶有机质表现出低饱和烃和高非烃、沥青质的特点，色谱上具有较高的Pr/Ph。煤具有两次生油高峰：即未熟—低熟油生油高峰，对应Ro=0．5％，产油率为0．85％；第二次生油高峰Ro为0．85％，产油率0．93％。煤显微组分组成特征决定了煤的生油特征。     

中国侏罗系煤成油若干问题

在阐述了煤成油的概念，总结和评述了煤生油显微组分，生油门限，生油范围和生油高峰等问题后，本文通过吐哈等盆地侏罗系煤生油显微组分组成特征，可溶有机质演化，成熟度和有机质丰度，油源及原油成熟度对比；含煤岩系中煤层和泥岩的厚度及总量和煤及泥岩最高沥青和总烃转化率的对比； 其族组成和煤成原油的族组成特征的对比，提出了中国侏罗系煤成油盆地中泥岩比煤层对煤成油田形成有大的贡献看法。     

煤和煤系泥岩生油能力再评价

煤和分散有机质（煤系泥岩或页岩）对煤成油田的贡献大小一直没有获得统一认识,这导致煤是否具有生排油能力直到现在仍然争论不休。选择了两个典型侏罗系煤和一个煤系泥岩样品,分别进行了限定体系热解生烃模拟,结果表明热解特征较差的泥岩（H／C 0．77,IH 146mg／g）却比中等富氢煤（H／C 0．82,IH 260mg／g）的生油量高出2．7倍,是一般煤（H／C 0．75,IH 199mg／g）生油潜力的6倍。这暗示着在煤成油评价中,不能简单把煤和煤系分散有机质对等进行评价,不然会低估煤系相对分散有机质的贡献而过高估计了煤的作用。热解模拟结果与吐哈盆地台北凹陷煤系岩石中有机质含量对比结果表明,该凹陷煤成油更可能来自于煤系泥岩而不是煤本身。此外,通过分析发现煤中液态烃稳定性较差,一般在低熟阶段就开始裂解生气,因此,被国内外学者普遍采纳的,IH（或S1）随成熟度变化的趋势不能作为判断煤排油门限的有效参考。     

不同煤级煤的沥青质H~1-NMR分析及其地球化学意义

本文采用核磁共振(H'—NMR)分析,对来自鄂尔多斯盆地不同煤级煤(?)0.43%—1.80%),的沥青质结构组成特征和演化机理进行了探讨。研究表明煤沥青质分子结构组成与腐殖型母质密切相关,其基本结构单元可能是核心由2~3以上的芳环组成,取代烷基较多而短,以2~3个碳原子为主,芳香缩台程度低,结构松散．沥青质在热演化过程中和平酪根一样也经历了形成、解聚、凝缩和聚合等演化阶段。依据实验得到的沥青质各类氢相对含量、取代基的平均碳数和芳香度等结构参数不仅丰富了煤系热演化程度的指标、揭示了煤成烃的机理,而且为油源对比提供了新参数．经过数据处理所建立的各参数间的相互关系,如f_a~H与H_A和B,为直接利用H'—NMR资料提供了方便。     

腐殖煤中镜质组—类脂组的过渡显微组分

应用煤岩学对强还原型腐殖煤系列样品(R_0=0.55％～1.01％)研究表明,它们含有较多的镜质组—类脂组过渡显微组分,这种组分的特征是:比基质镜质体反射率低,但荧光强度和生烃潜能较高。据显微特征可将其分为两种亚型——交织型和膨融型。它是荧光基质镜质体的另一种表现形式和强还原型腐殖煤生油的主要母质之一。     

吐哈盆地侏罗系煤成液态烃生成演化的热模拟实验研究

利用绝对密闭式干热解方法对吐哈盆地侏罗系腐殖煤的液态烃生成演化规律进行了研究。研究结果表明,煤在低成熟阶段(R_0=0.40％～0.65％)的液态烃产率变化幅度较小、地球化学特征也保持未熟—低熟特征;热解物产率曲线在R_0=0.58％～0.59％阶段呈现一个低谷;液态烃大量生成于R_0=0.65％阶段,产率峰值出现于R_0=1.09％阶段。进一步通过热模拟产物Pr/Ph、Pr/nC_(17)、Ph/nCl_(18)及饱/芳值等参数的变化规律、热解物正构烷烃分布特征、热模拟残渣的热解色谱特征,及与典型煤成油进行对比研究.证实了侏罗系煤成液态烃主要生成并排驱于成熟阶段(R_0=0.65％～1.09％)。     

我国西部低煤级煤的液化性能

我国西部地区中新生代赋存着丰富的低煤级(R_max<0.8%)煤炭资源,且绝大部分为低灰、低硫、低磷的优质煤,这为煤的洁净利用提供了最佳的液化原料。从煤质和煤岩基本性质出发,探讨了研究区低煤级煤的液化性能。通过高压釜在溶剂和催化剂条件下的加氢液化试验可知,在氢耗量5%左右时,煤的液化转化率达90%以上,油产率达55%以上,这表明我国西部低煤级煤可作为重要的液化用煤资源。同时,通过分析影响本区煤液化性能的控制因素,发现煤的挥发分产率、碳氢原子比、活性组分含量和镜质体反射率等指标可直接影响煤的液化性能。      

生油煤形成的环境制约

通过对不同沉积环境下形成煤系源岩生烃潜力的对比研究，揭示出成煤古环境对煤成烃生成具有控制作用，并根据煤系源岩中赋存大分子有机质裂解产物分子的组成特征，提出了识别有利成烃煤相的分子有机地球化学方法——氢指数-苯酚/辛烷图解判识法。结果表明，沼泽环境覆水越深，煤中有机质富氢程度越高，生油气性能越好，裂解产物表现为正构烷烃和正构烯烃相对含量增加，以低本酚/辛烷值和高氢指数为特征；反之，沼泽环境覆水越浅，煤中有机质氢含量越低，裂解产物以高含量酚类化合物和芳香烃为特征，生油气性能关。由此表明，覆水型沼泽应是煤在烃，特别是煤成油生成的有利相带。     

煤和含煤岩系成油理论研究和演变历史

运用系统的历史和现实类比分析方法,对世界含煤岩系煤成油田的源岩成熟度、烃源岩类型和煤成油田形成条件进行了综合研究。结果表明,煤虽能生油,但难以形成有商业意义的油田;含煤岩系中泥岩是煤成油田形成的主要贡献组分,在含煤盆地中,难以形成低熟煤成油田。      

构造煤的成因属性分类

前人研究认为构造煤是煤与瓦斯突出的必要条件,构造煤的分类对煤与瓦斯突出的预测和防治有重要意义。(1)根据构造煤参与煤与瓦斯突出过程的突出属性对构造煤重新进行了定义,认为构造煤是构造作用下强度降低、瓦斯异常的煤气双重介质,据此将构造煤划分为01类瓦斯构造煤和01类强度构造煤以及强度和瓦斯都变异的02类构造煤。(2)参考地质构造成因环境下岩石破坏的脆韧性划分方式,将突出属性分类与脆韧性的构造成因特性结合起来,划分出3类脆性构造煤和3类韧性构造煤,分别命名为01类脆性瓦斯构造煤、02类脆性构造煤等。(3)分析了构造煤在煤与瓦斯突出中的作用,低强度构造煤在其周围形成应力集中,瓦斯通过孔隙压力和吸附作用降低煤体强度,而高压瓦斯则是突出发展过程中煤体破坏和抛掷的重要动力源之一。(4)结合成因属性构造煤分类对各种地质因素对构造煤空间分布、构造煤瓦斯的生成和保存条件进行了分析。     

腐植煤生油显微组分研究现状与进展

总结和评述了微观层次的煤生油显微组分研究的历史、现状和进展。总的来说，煤成油还是成气，与煤的显微组分组成类型有很大关系。壳质组是煤成油的主要贡献组分之一。多年来的研究对其显微组分组的生油潜量有了比较一致的看法，即壳质组＞镜质组＞惰质组。对单一煤显微组分的生油潜量虽有不同的看法，但总体上还是比较趋于一致，其大致次序是：树脂体（尤其是琥珀树脂体）—花粉—角质体—木栓质体—沥青质体—孢子体—基质镜质体。生油区间大致为Ｒ００３％～１３％。其间有两个生油高峰，一个在Ｒ００７％以下，另一个在Ｒ００７％～１１％之间。在不同的时代和地区，煤生油显微组分是有很大差别的。从煤岩学角度，煤显微组分的荧光特性研究是一种研究微观煤生油显微组分的较好方法。     

温度对低煤阶煤生物甲烷生成的影响

温度是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为研究不同温度条件下生物甲烷的生成量及其变化规律,在实验室条件下,对河南义马低煤阶煤在不同温度(25℃、35℃、45℃、55℃、65)℃下进行了生物甲烷模拟生成实验,并通过对不同反应阶段生成气体的组分及体积分数的检测,探讨了温度对低煤阶煤之甲烷生成的影响。实验结果表明:35℃时,生物甲烷含量最大,而在45℃和55℃时,甲烷含量有所下降;随着反应的持续进行,生成气体中甲烷体积分数逐渐增高(由11.4%增至65.71%),而二氧化碳的体积分数则呈下降趋势(由30.59%降至15.37%)。      

含煤系统

从煤地质学和系统论结合的基础上提出含煤系统的概念。含煤系统的基本要素有:物源、聚煤环境、地下热流。有关的成煤作用包括:泥炭的原地堆积—异地搬运作用、地壳旋回运动所引起的埋藏作用和成煤阶段的热变质作用。这些基本要素和成煤作用必须在时间空间上相配置,才有可能形成有工业价值的煤层。含煤系统在时间上可以分为物质来源子系统、物质堆积子系统、埋藏变质子系统。在空间上可以分为若干低一级的与此含煤系统特征相似的含煤子系统      

阜新煤田镜煤和丝炭的有机地球化学特征及其热解性能研究

本文用近代有机地球化学方法(如红外光谱、气相色谱、质谱和色谱-质谱联用仪等)研究了阜新煤田主要煤层中的镜煤和丝炭的有机地球化学特征、研究结果表明两者均具有共同的高等植物母质来源,但形成于不同的环境,尤其是在氧化还原条件上:丝炭形成于相对氧化环境;而镜煤则在相对较还原的条件下形成的。镜煤和丝炭热解过程中产生的烃类主要是甲烷和其他气态烃,C_5~+-烃类的含量一般不超过10％,从而证实镜煤和丝炭可以是良好的生气母质,但不是好的生油母质。     

煤和煤系中微生物量对煤成油的影响和作用

阐述了细菌活动对泥炭、煤和泥岩有机显微组分组成和影响和不同时期细菌活动的的作用、特征及条件等问题的研究概况以及在煤成油研究中细菌作用的研究现状。在此基础上，提出了在煤成油评价中，只有包括细菌活动产生的微生物量在内的生油显微组分评价，才是比较接近实际的正确评价。     

准噶尔盆地南缘侏罗系煤生烃热模拟实验研究

采用黄金管-高压釜热模拟体系,开展准噶尔盆地南缘地区侏罗系八道湾组和西山窑组煤的生油和生气演化特征研究,对区域油气资源评价和油气资源研究具有重要意义。煤热模拟实验结果表明,准噶尔盆地南缘八道湾组煤生油潜力明显高于西山窑组煤,其生油高峰在R_o(镜质体反射率)=1.07%,最大生油产率的分布范围为60.13~83.27 mg/g,具有一定的排油能力;西山窑组煤生油高峰在R_o=0.96%,最大生油产率分布范围为27.14~62.14 mg/g,部分样品具有一定的排油能力。八道湾组煤和西山窑组煤生气能力接近且均较好,生气窗长。R_o为0.90%时,煤开始生气;R_o在1.07%~1.65%时,煤进入快速生湿气阶段,煤裂解气产量是最大产气量的50%左右;R_o达1.65%后,煤进入干酪根裂解生气阶段;R_o在3.60%时,煤生气基本结束,最大生气产率分布范围为92.23~141.26 mg/g。南缘西段艾卡构造带八道湾组煤层厚度为10~20 m,R_o在1.0%左右,处于煤生油高峰,生油量在57.10~81.19 mg/g,且煤具有有机碳含量高的特点,认为该区煤具有形成带气顶的油藏的潜力。准噶尔盆地南缘中段霍玛吐背斜带和昌吉—乌鲁木齐地区侏罗系煤层厚度大,最厚达60 m,烃源岩R_o在1.3%~2.0%之间,处于煤大量生干气阶段,生气量为60.21~104.27 mg/g,认为准噶尔盆地南缘中段煤具有形成凝析气藏和干气藏的条件。     

华北晚古生代煤的稀土元素地球化学特征

采用仪器中子活化分析法(INAA)测定了华北晚古生代石炭纪-二叠纪58个煤及煤层夹矸和顶底板样品的稀土元素含量。通过对稀土元素地球化学特征的研究表明,华北晚古生代煤中稀土元素总量绝大多数变化于30×10~(-6)～80×10~(-6)之间,平均为56×10~(-6),属正常水平;靠近物源区的华北北部太原组比远离物源区并且受陆表海影响的华北南部太原组更加富集稀土元素;稀土元素总量还受煤中灰分所影响,与煤的灰分产率成正相关关系,尤其与<2μm的粘土矿物密切相关。这证明稀土元素在煤中的聚集过程中陆源物质起重要作用。煤中LREE明显富集,LREE/HREE一般在2～8之间,与高灰低硫煤相比,低灰高硫煤中其比值较低,该比值在顶底板岩石中达12以上,在黄铁矿结核中最高,达21,表明受海水影响的还原环境中HREE与有机质更具亲和力。稀土元素中普遍存在Eu亏损现象。在整个华北地区,正常煤层内的稀土元素分布模式十分相似,表明在华北晚古生代石炭纪-二叠纪成煤期间,保持有相对稳定的陆源物质供应。在低灰煤中,稀土元素主要由细粒的吸附灰分和生物灰分所承载,有机物质同时也吸附了一定比例的REE。受岩浆活动影响的煤其稀土元素总量最高,岩浆物质加入可以促使煤中稀土元素增加,并会导致稀土元素分布模式出现异常,同时常伴随有如U、W和A     

煤成油地球化学研究现状与展望

重点评述与煤成油理论及勘探实践有密切关系、并在近几年取得重要进展的煤成烃演化模式、煤的生油能力及排油研究3方面的问题。指出：石油地质化学家已更深刻地认识到了煤成烃模式、阶段因地而异的复杂性;建立判别煤系源岩生油能力的标准是煤成油研究中最为重要的进展之一,其中以依据总生烃潜量（S1+S2）、氯仿沥青“A”和总烃含量与有机碳的相关关系建立的判别方案比较实用和有效;比较系统地评述了（与工业性煤成油气聚集有重要关系的）煤成烃排出问题的4种主要研究方法。进展、存在的问题和分歧。在此基础上,展望了对指导煤成油勘探有重要意义的煤系源岩的分布预测、倾油性的进一步判识及排出问题定量研究的发展趋势。     

“煤成油”—能源勘探的一个新领域

含煤地层中以腐殖型有机质为主的成煤物质在成煤过程中、特别是在沥青化过程中形成的“煤成油”已经成为能源勘探中的具有极大吸引力的一个重要方向。我国的油田多为陆相成因,属高含蜡质油,含油岩系与煤系共生或有密切关系。“煤成烃”理论,尤其是“煤成油”理论无论在理论上或实践中都存在许多需要解决的问题。“煤成油”理论所涉及的问题综其根本不外三个主要方面:一是煤及煤的各组成部分的成油能力和鉴定特征;二是形成物的运移,特别指的是初次运移;三是烃源对比和源源对比。而实用意义则在于对煤成油分布规律的研究和对开发的经济可行性的评价。     

煤和煤系中微生物量对煤成油的影响和作用——研究现状与进展

阐述了细菌活动对泥炭、煤和泥岩有机显微组分组成的影响和不同时期细菌活动的作用、特征及条件等问题的研究概况以及在煤成油研究中细菌作用的研究现状。在此基础上,提出了在煤成油评价中,只有包括细菌活动产生的微生物量在内的生油显微组分评价,才是比较接近实际的正确评价。