【摘要】：本文運用煤巖學、煤層氣地質(zhì)學、有機地球化學等的理論和方法,采用課題組建立的延伸粉碎全程精細解吸流程和方法,針對大河邊向斜鐘2井煙煤開展全程精細解吸采樣。系統(tǒng)測試不同煤體結(jié)構的3個系列氣樣的氣體地球化學特征,尤其是烴氣和二氧化碳單體組分的碳、氫、氧同位素組成,揭示了不同煤體結(jié)構煙煤煤層氣化學組分和同位素構成的精細分餾過程,通過固體樣品孔隙結(jié)構不同表征,探討了孔隙結(jié)構對分餾過程的控制效應。發(fā)現(xiàn)自然解吸階段原生結(jié)構煤與構造煤解吸氣解吸速度均表現(xiàn)出三段式變化,這與煤樣孔隙結(jié)構有關,墨水瓶狀孔分子篩效應抑制了煤層氣中動力學直徑大的烴類氣體析出。3件煤樣殘留解吸氣化學組成在不同脫氣階段差異顯著,隨著球磨罐粉碎過程進行,煤樣粉碎粒度越小,C_3H_8濃度越高,指示重烴氣主要賦存在封閉孔中。并且發(fā)現(xiàn)隨著粉碎的進行,煤樣微孔孔容與總孔容不斷增加,證明粉碎過程打開了煤樣中孤立的封閉孔隙,從而釋放出超量的煤層氣體。綜合分析認為,研究區(qū)煙煤開放孔中CH_4主要為有機質(zhì)熱解成因,封閉孔中存在無機成因CH_4,煙煤全程解吸氣中CO_2主要為有機熱成因,但存在部分無機成因CO_2。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TD712
【圖文】：

圖 1-1 研究流程與技術方法Fig.1-1 Schematics of the dissertion一階段，資料調(diào)研和煤芯解吸實驗統(tǒng)調(diào)研國內(nèi)外前人關于煤層氣同位素研究成果，了解煤級、煤質(zhì)等因素組分，穩(wěn)定同位素的控制作用。赴野外鉆孔采集新鮮的煤芯，煤芯采集家標準（GB/T19559 2008）要求進行。然解吸氣樣采集的具體過程：煤芯被提出鉆孔后，盡快拆開取芯管，先裝入密封罐，然后用碎塊樣品充滿剩余空間，然后再裝入小碎塊樣品充速擰緊罐蓋，浸入飽和 NaCl 溶液中檢查氣密性后，然后用排水集氣法，在選定的時間間隔點測量解吸氣體的體積。自然解吸的水浴溫度為 18-層環(huán)境的溫度相近。為了避免采氣瓶中二氧化碳溶解于水中，只留 1-2c。解吸量計量的時間間隔以及氣樣的采集遵循先密后疏的原則。連續(xù) 7 解吸量小于 10cm3時，結(jié)束自然解吸實驗。留氣的精細解吸實驗：把殘留氣階段劃分為 13 個子階段，分別為粉碎程（殘 1-殘 4）、階段Ⅰ常溫粉碎過程（殘 5-殘 6）、階段Ⅰ加熱過程（

al Setting受紫云—埡都、宗師—貴陽兩條交叉的深大斷裂控制達到無煙煤階段，東西兩個單元主要發(fā)育煙煤。本文，在大地構造單元上屬揚子陸塊（Ⅰ級）黔北隆起（北向構造變形區(qū)。大河邊向斜成煤后受到華里西運動，破壞了煤田的原生狀態(tài)。受埡都-紫云構造帶和威翼“三角弧形”前緣的主要特征，向斜主要構造線為 演化 (Structure and Its Evolution)位于上揚子陸塊（Ⅰ級）黔北隆起（Ⅱ級）六盤水斷區(qū)。向斜為近南北向的似菱形狀，軸向呈向東凸出東翼及南東翼被斷層所切割，含煤地層沒有出露，唯圖 2-1）。

煤層氣大多吸附在煤孔隙表面，并且在自然解吸階段存在組分分餾效應（Gould et al，1987； Cui et al，2006；Jin et al，2010；唐書恒等，2002a，2002b；劉麗民等，2008；蘭鳳娟等，2012；陳義林，2014），至今為止，關于原生結(jié)構煤和構造煤解吸氣不同組分精細分餾特征差異性的研究鮮少。為此，筆者于鐘 2 井采集 1件原生結(jié)構煤和 2 件構造煤，煤芯取出后于鐘 2 井現(xiàn)場進行自然解吸，在自然解吸與殘留氣解吸實驗中密集采樣并記錄不同時間段解吸氣的體積及測試其各化學組分濃度。在煤樣全程精細解吸過程中不同化學組分濃度和脫氣體積的變化特征的基礎上，討論原生結(jié)構煤與構造煤不同解吸階段各化學組分的分餾規(guī)律。3.1 煤樣與實驗方法(Coal Samples and Experimental Method)本文 3 件煤樣采自大河邊勘探區(qū)鐘 2 井，包括 C409 煤層原生結(jié)構煤，C409 煤層構造煤，C406 煤層構造煤，分別編號為 1、2、3 號樣品，3 件煤芯重量分別為 446g、437g、356g（圖 3-1）。其中，1 號煤為原生結(jié)構煤，2 號煤樣是糜棱煤，3 號煤樣為碎粒煤。

【參考文獻】

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本文編號：2749816