鄂尔多斯盆地东部煤岩孔隙特征实验分析

煤层气储层孔隙结构特征决定着煤层的吸附能力。利用低温氮吸附法和汞侵入法对鄂尔多斯盆地东部地区煤样的孔隙特征进行测试,并分别对煤样的低温氮吸附孔隙特征和汞侵入孔隙特征进行分析。在此基础上,综合两种实验的测试结果,对煤样的孔隙类型进行分类。压汞实验表明:压汞曲线和退汞曲线相似性较好,两者之间的间距很小,退汞效率达65%~75%;液氮实验表明:低变质煤孔以一端封闭的孔为主,随着煤变质程度的增加,先是较大的孔变为两端开放的孔,接着较小孔变为两端开放的孔,到了无烟煤阶段微孔也变成以两端开放的孔为主。综合两种结果,认为煤样的孔隙中以微孔和过渡孔为主,并且微孔和过渡孔是构成煤样孔隙容积的主要贡献者,大孔和中孔的总孔容所占比例较小。鄂尔多斯盆地东部煤岩的孔隙特征有利于煤层中气体的吸附,是煤层气储层的良好场所。     

沁水盆地南部煤层孔隙-裂隙系统及其对渗透率的贡献

基于常规孔渗测试、核磁共振、扫描电镜等分析,研究了沁水盆地南部煤储层孔隙-裂隙系统发育特征及其对渗透率的贡献。结果表明,煤样孔隙结构以吸附孔为主,渗流孔发育相对较差,可动流体孔隙度很小;多数煤样A类和B类较大裂隙所占比例不高,C类和D类较小裂隙较为发育;大孔孔隙度和微裂隙发育程度对渗透率影响最大。但本区煤样大孔孔隙度低,裂隙多被矿物充填,孔隙、裂隙之间连通性较差,对煤储层渗透率的贡献较小;多期发育的宏观构造裂隙可能对煤储层渗透性起到一定的改善作用。     

脉冲超声波激励对煤的孔隙全尺度改造效应

为深入研究脉冲超声波激励对煤体孔隙结构的改造效应,利用含瓦斯煤体超声波激励实验系统,开展超声波功率800和1 000 W持续、交互脉冲下煤的超声波激励实验,综合低压CO2吸附、低温N2吸附和高压压汞等实验,研究煤的大孔(>50 nm)、介孔(2～50 nm)、微孔(<2 nm)全孔径段的孔隙参数演化规律。实验结果表明：脉冲超声波对煤的孔隙具有扩孔效应,煤的孔容占比以微孔和大孔为主,介孔占比最小,煤中各孔径段比表面积大小为：微孔>介孔>大孔;与未超声、持续超声激励煤样相比,脉冲超声波激励煤的各孔径段孔容和比表面积均有所提高;随脉冲次数增加,煤的孔容增幅和比表面积增幅呈正线性增大,其中大孔的孔容和比表面积增幅较为显著。脉冲超声波激励煤样形成水锤压力阶段和滞止压力阶段的持续转换,增加了煤的孔隙结构损伤程度。研发脉冲超声波发射器结合水力化技术,可提高煤的孔隙发育程度,增加煤体渗透性,提高瓦斯抽采效率。     

黄陇煤田转角勘查区煤的微观孔隙结构特征及其影响因素

煤的微观孔隙结构特征是煤储层特征的重要研究内容之一。选取黄陇侏罗纪煤田转角勘查区4个典型低阶煤样品为研究对象,以煤质特征研究为基础,进行压汞和液氮吸附实验,获取了不同测试方法的煤孔隙结构参数。根据两种测试方法的优缺点在孔径50nm处采用曲线拼接法进行联合,分析了全孔径段的比表面积和孔隙体积分布。结果显示:煤的比表面积主要分布在微孔、小孔和中孔三个区间,呈现“三峰”特征,表现为微孔>小孔>中孔>大孔的分布特征;孔隙体积主要分布在微孔、小孔和大孔。灰分含量和阶段孔径比表面积和孔隙体积具有较好的相关关系,但相关性强弱不同,总体显示和微孔、小孔及中孔呈正相关关系,而与大孔孔隙呈负相关关系,灰分含量与微孔、小孔的影响最大。显微组分中的镜质组和壳质组含量与大孔比表面积和孔隙体积呈正相关关系,与微孔、小孔呈负相关关系;惰质组含量与大孔孔隙比表面积和孔隙体积呈负相关关系,和微孔、小孔呈正相关关系。     

高压氮气置换甲烷对煤基质孔隙的影响

为探究高压气体吸附-解吸试验对煤基质中孔隙发育规模和结构的影响,选取安鹤矿区鹤壁六矿二1煤层煤样进行了高压氮气置换甲烷吸附-解吸试验,采用低温液氮吸附方法分别测定了高压氮气置换甲烷前后煤的低温液氮吸附解吸曲线,利用BET、BJH和QSDFT 3种分析模型,对煤基质中1.14~300 nm的孔隙规模、分布与结构特征进行了对比分析。分析结果显示煤样的孔容、比表面积和孔隙结构在高压气体置换过程中均发生了变化,孔隙BET比表面积从12.746 0 m2/g降低到7.227 0 m2/g,总孔容从0.009 0 cm3/g降低到0.006 6 cm3/g;孔隙发育规模与孔径分布均发生明显变化,但孔隙形态基本保持不变,孔径分布的变化主要表现为微孔孔容与比表面积的降低为主,而中孔和大孔基本保持不变。      

海陆过渡相煤系页岩孔隙结构特征及其对含气性的影响

本次研究以四川盆地南部(川南地区)上二叠统龙潭组煤系页岩为例,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)对页岩孔隙进行定性观察分析,联用高压压汞实验、N2与CO2吸附-脱附实验,以及CH4等温吸附实验开展海陆过渡相煤系页岩全孔径孔隙结构特征的定量表征,并探讨孔隙结构对含气性的影响.海陆过渡相煤系页岩粒间孔、粒内孔和有机质孔等基质孔隙较为发育,微裂缝较少.孔隙形态以平板狭缝状和墨水瓶状为主,具有较好的开放性特征.页岩全孔径孔容分布曲线呈两极化分布,孔径小于30 nm和大于5μm的孔隙大量发育.宏孔(>50 nm)、介孔(2～50 nm)和微孔(<2 nm)的孔容贡献率依次降低,分别占42.2％、36.3％和21.4％.页岩孔比表面积分布曲线呈单峰型分布,随着孔径增大,孔比表面积减小,微孔尤其是孔径值小于8 nm的孔隙提供较大的孔比表面积.微孔、介孔和宏孔的孔比表面积贡献率依次降低,分别占72.7％、25.0％和2.3％.龙潭组页岩总含气量为2.61～6.02 m3/t,其中吸附气比例占优势,含量为1.88～4.70 m3/t,受孔隙比表面积影响较强,主要吸附于微孔和介孔中;游离气含量为0.60～1.34 m3/t,主要受孔隙体积影响,主要赋存于宏孔中.     

中梁山矿区煤的孔隙特征及其对吸附性的影响

为了研究中梁山矿区煤的孔隙性、吸附性特征,选取8组煤样分别进行煤镜质组反射率测试、压汞实验和高压等温吸附实验分析。研究表明：（1）大孔和微孔对煤总孔容的控制明显,过渡孔和中孔影响小,微孔对煤比表面积的贡献最大;（2）煤中孔隙以开放孔为主,并具有相当数量的半封闭孔,孔隙连通性总体较好;（3）在中低煤级阶段,一般煤的孔隙度、孔容和比表面积均随变质程度的增大而减小;（4）煤的最大吸附量与总孔容、总比表面积呈正相关性。     

不同煤级煤的微孔介孔演化特征及其成因

为了探讨煤的微孔介孔演化特征及其成因,在华北二叠纪煤盆地,采取7个不同煤化程度的煤样,分别采用低压CO₂吸附法和液氮吸附法对各煤样的纳米孔隙进行表征;基于密度泛函理论、DA（Dubinin—Astakhov）、DR（Dubinin—Radushkevich）、BET、BJH等方程计算孔隙表面参数;分析煤的微孔（孔径<2 nm）和介孔（孔径2~50 nm）的孔径分布、孔容和比表面积随煤级变化的规律;并探讨微孔形成的主控因素及介孔的形成机制。研究结果表明:微孔孔容和比表面积与煤的镜质体反射率高度正相关,微孔在吸附中占绝对支配性主导地位;微孔孔径分布曲线呈双峰分布,不同煤级煤样的曲线形态相似,极微孔随煤级增加最快;介孔比表面积和孔容随煤级增加逐渐下降,介孔孔径分布呈单峰分布,随着煤级的增加,煤的BET比表面积先减少后增加,呈U形分布;微孔的形成应主要受控于煤的类微晶参数和芳香层片间的堆垛结构,而介孔的形成应主要受控于煤侧链的变化和煤的基本结构单元间隙。      

碎裂煤显微裂隙分形结构及其孔渗特征

构造煤特有的孔裂隙系统决定了其不同类型具有独特的储层物性,而以脆性变形为主的碎裂煤发育区是煤层气勘探的有利区。根据贵州发耳煤矿9件煤样的显微镜观测和压汞实验数据,分析了构造煤微观变形和显微裂隙分形特征,进而对煤样孔隙渗透特征进行了研究。结果表明:碎裂煤显微裂隙信息维数分布在1.2~1.8;以信息维数为指标,可将碎裂煤划分为3类,信息维数分布范围分别为1.2~1.4、1.4~1.7和1.7~1.8;脆性构造变形增加了孔隙系统中大孔和中孔的孔容,构造变形越强烈,脆性系列构造煤的渗透性能越好。      

滇东北龙马溪组页岩储层微观孔隙特征研究

基于扫描电镜、氮气吸附实验、高压压汞实验等方法,研究滇东北龙马溪组页岩储层孔隙类型、微孔形态、连通性、孔径分布及比表面积等微观孔隙特征。结果表明：主要发育有机质生烃孔、粒内孔、粒间孔及微裂缝等5种孔隙类型,其中有机质生烃孔和矿物粒间孔最发育;孔隙结构以两端开放圆柱形孔和平板孔等开放透气孔为主,含少量不透气孔影响页岩气渗流;孔径主要集中在过渡孔和微孔,贡献了大部分孔比表面积,为页岩储层的主要孔隙类型。     

Saline Coals of the Ukraine

An original concept of salinization of coals at the peat bog generation stage is substantiated on the basis of on new data. The distribution of saline coals within coal and hydrocarbon basins has been revealed to be wider than it was previously assumed. The degree of salt enrichment of organic matter in coal is related to paleogeographic formation conditions of peat bogs that facilitated the penetration of sea waters (under conditions of paralic basins) or NaCl-rich solutions (related to wash-out of halogenic formations) into the coals. The initial salinization degree does not remain constant, because it is intimately related to superimposed processes leading to the desalinization of coals. The desalinization is controlled by the degree of coalification and realized under favorable tectonic and hydrogeological conditions. The paper presents a review of the current state of the elaboration of techniques for saline coal utilization that must meet requirements of economic and multipurpose utilization of raw material and environment protection.     

煤中的矿物学研究

阐述了煤中矿物学的研究意义，讨论了煤中常见矿物（粘土类、碳酸盐、石英和硫化物类矿物）的成分、性质特征及其与含煤盆地地质背景、含煤岩系所经历的各种地质过程及煤层的古沉积环境之前的关系，详述了国内外煤中矿物学的研究概况，并对其进行了总结。     

Trace Elements in Coals of Eastern Donbas

Peculiarities of trace element (TE) distribution in coals of the eastern Donets Basin (Donbas) are discussed. The correlation of TE distribution with specific features of the geological setting of the region can testify to the hydrothermal introduction of trace elements or their redistribution in fluid-active zones. The geochemical regionalization of eastern Donbas is based on TE distribution. Strontium–gold–base metal, tungsten, and selenium geochemical belts and a rare metal geochemical block are outlined.     

中高含硫量煤中硫的形态分析

利用超声提取、高速离心分离和加入助分散剂等手段，实现了中，高含硫量煤中单质硫，硫酸盐硫，硫化物硫，有机硫等主要形态硫的分步提取和顺序测定。所建分析方法测定了国家一级标样，统样样品和部分有分析结果的样品，其主要形态硫的加和与标准样品参考值，统检样品定值，原样品的总硫分析结果相符，RSD（n=3)为0．80％－4．23％，方法可用于煤中各主要形态硫的测定。     

煤中残余气含量及其影响因素

煤中残余气是煤层气的一个组成部分,其含量直接影响到煤层气含量和煤的含气饱和度。本文对不同地区、各种煤级的近100 个煤心煤样的残余气含量测试结果进行了综合分析研究,找出了煤中残余气含量的分布变化规律,探讨了其影响因素。结果表明:不同煤的残余气含量不相同,变化范围为0~3 m3/t;残余气在煤层气中占的比例变化很大,为1.5%~30.0%;残余气含量的高低受煤级、灰分和煤样粒度等因素影响,煤级和灰分越高,残余气含量亦越高      

中国煤中硫的地球化学研究

燃烧过程中,煤中硫会以硫氧化物等形式释放出来,污染大气以至形成酸雨,对环境造成极大的影响。本文在对中国煤中硫全面分析的基础上．总结并分析了中国煤中硫在不同地区、不同煤层和不同形成环境中的含量与分布规律,阐述煤中硫形成的地质成因和影响因素．以及育机硫、无机硫和元素硫的赋存状态．概述了煤利用过程中硫的转化机理及其对环境的影响．提出了对煤中硫的研究趋势和今后研究方向与热点问题。     

煤的吸附性能及影响因素

为了研究煤的储气性能,笔者对124个煤样进行等温吸附试验、煤岩测试、工业分析、压汞试验和低温液氮测试．研究表明：(1)煤变质对煤吸附能力具有控制作用,反射率从0．3％～4．25％,可燃基的Langmuir体积是11．25～47．16cm^2／g;(2)平衡水煤样吸附量与镜质组含量呈正相关、与惰质组含量呈负相关、与孔隙比表面积、微孔比表面积、微孔孔体积呈正相关;(3)水分、温度对煤的吸附能力有负面影响．煤变质程度不同,吸附曲线的变化趋势不同：气煤随着温度和压力增加吸附量一直增大,说明压力的影响起主导作用;无烟煤在温度小于60℃、压力小于15MPa之前,随着温度和压力同时增加吸附量增大,说明压力的影响起主导作用,之后,吸附量减小,说明温度的影响大于压力的影响。     

煤中残余气含量及其影响因素

煤中残余气是煤层气的一个组成部分,其含量直接影响到煤层气含量和煤的含气饱和度。本文对不同地区、各种煤级的近100个煤心煤样的残余气含量测试结果进行了综合分析研究,找出了煤中残余气含量的分布变化规律,探讨了其影响因素。结果表明不同煤的残余气含量不相同,变化范围为0～3 m     

Coals of Canada: Distribution and compositional characteristics

Canada's coal resources occur in 16 sedimentary basins or groups of basins and range in age from Devonian to Tertiary. The Western Canada Sedimentary Basin (WCSB), which contains the vast majority (about 90%) of the nation's coal resources of immediate interest, underlies a large area in the provinces of British Columbia, Alberta, Saskatchewan and Manitoba, extending northward to about the 62nd Parallel in Yukon and Northwest Territories. Coal deposits in the WCSB range in age from Early Carboniferous (Mississippian) to Paleocene. Rank ranges from lignite to semianthracite. About 36% of the total estimated 71,000 megatonnes of resources of immediate interest in the WCSB is bituminous coal, including a high proportion in the medium to low volatile range. Their low sulphur contents and acceptable ash levels make these medium and low volatile bituminous coals attractive 3s coking feedstocks and large quantities are mined for that purpose. The lower rank western Canadian coals are used mainly for electricity generation.Significant resources of bituminous coal occur in the coalfields of Atlantic Canada where they have been mined since 1720. Most of these coals are classed as high volatile A bituminous and most are used for power generation. Large resources of coal (lignite to anthracite) also occur in more remote regions of Canada, such as the Bowser Basin in northwestern British Columbia, and Sverdrup Basin/ Franklinian Geosyncline in the Arctic Islands. Information on distribution and compositional attributes of these frontier region coals is commonly scarce.     

离子色谱法测定煤中的氯

采用离子色谱法测定原煤中的总氯,标准工作曲线的线性范围在０ ．０１ ～２４ ｍｇ／ Ｌ,相关系数为０ ．９９９ ８ ,测定ρ（ Ｃｌ－ ） ＝ １ ．２０ ｍｇ／ Ｌ 的标准溶液１０ 次,ＲＳＤ 为０ ．７７ ％ 。用艾氏卡试剂在８００ ℃±２５ ℃下分解煤样,去离子水浸提后用离子色谱法测定原煤中的总氯。测定了１８ 个煤样中的氯,加标回收率为９７ ．８ ％ ～１０４ ．４ ％ ,与银量滴定法对照,两种方法基本相符。