【摘要】：本文運(yùn)用煤巖學(xué)、煤層氣地質(zhì)學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)等的理論和方法,采用課題組建立的延伸粉碎全程精細(xì)解吸流程和方法,針對(duì)大河邊向斜鐘2井煙煤開展全程精細(xì)解吸采樣。系統(tǒng)測(cè)試不同煤體結(jié)構(gòu)的3個(gè)系列氣樣的氣體地球化學(xué)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(gòu)煙煤煤層氣化學(xué)組分和同位素構(gòu)成的精細(xì)分餾過(guò)程,通過(guò)固體樣品孔隙結(jié)構(gòu)不同表征,探討了孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)分餾過(guò)程的控制效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)自然解吸階段原生結(jié)構(gòu)煤與構(gòu)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(gòu)有關(guān),墨水瓶狀孔分子篩效應(yīng)抑制了煤層氣中動(dòng)力學(xué)直徑大的烴類氣體析出。3件煤樣殘留解吸氣化學(xué)組成在不同脫氣階段差異顯著,隨著球磨罐粉碎過(guò)程進(jìn)行,煤樣粉碎粒度越小,C_3H_8濃度越高,指示重?zé)N氣主要賦存在封閉孔中。并且發(fā)現(xiàn)隨著粉碎的進(jìn)行,煤樣微孔孔容與總孔容不斷增加,證明粉碎過(guò)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(rèn)為,研究區(qū)煙煤開放孔中CH_4主要為有機(jī)質(zhì)熱解成因,封閉孔中存在無(wú)機(jī)成因CH_4,煙煤全程解吸氣中CO_2主要為有機(jī)熱成因,但存在部分無(wú)機(jī)成因CO_2。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD712
【圖文】：

圖 1-1 研究流程與技術(shù)方法Fig.1-1 Schematics of the dissertion一階段，資料調(diào)研和煤芯解吸實(shí)驗(yàn)統(tǒng)調(diào)研國(guó)內(nèi)外前人關(guān)于煤層氣同位素研究成果，了解煤級(jí)、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(biāo)準(zhǔn)（GB/T19559 2008）要求進(jìn)行。然解吸氣樣采集的具體過(guò)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(shí)間間隔點(diǎn)測(cè)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(jì)量的時(shí)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(shí)，結(jié)束自然解吸實(shí)驗(yàn)。留氣的精細(xì)解吸實(shí)驗(yàn)：把殘留氣階段劃分為 13 個(gè)子階段，分別為粉碎程（殘 1-殘 4）、階段Ⅰ常溫粉碎過(guò)程（殘 5-殘 6）、階段Ⅰ加熱過(guò)程（

al Setting受紫云—埡都、宗師—貴陽(yáng)兩條交叉的深大斷裂控制達(dá)到無(wú)煙煤階段，東西兩個(gè)單元主要發(fā)育煙煤。本文，在大地構(gòu)造單元上屬揚(yáng)子陸塊（Ⅰ級(jí)）黔北隆起（北向構(gòu)造變形區(qū)。大河邊向斜成煤后受到華里西運(yùn)動(dòng)，破壞了煤田的原生狀態(tài)。受埡都-紫云構(gòu)造帶和威翼“三角弧形”前緣的主要特征，向斜主要構(gòu)造線為 演化 (Structure and Its Evolution)位于上揚(yáng)子陸塊（Ⅰ級(jí)）黔北隆起（Ⅱ級(jí)）六盤水?dāng)鄥^(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(méi)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(yīng)（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(guān)于原生結(jié)構(gòu)煤和構(gòu)造煤解吸氣不同組分精細(xì)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(gòu)煤和 2 件構(gòu)造煤，煤芯取出后于鐘 2 井現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行自然解吸，在自然解吸與殘留氣解吸實(shí)驗(yàn)中密集采樣并記錄不同時(shí)間段解吸氣的體積及測(cè)試其各化學(xué)組分濃度。在煤樣全程精細(xì)解吸過(guò)程中不同化學(xué)組分濃度和脫氣體積的變化特征的基礎(chǔ)上，討論原生結(jié)構(gòu)煤與構(gòu)造煤不同解吸階段各化學(xué)組分的分餾規(guī)律。3.1 煤樣與實(shí)驗(yàn)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(gòu)煤，C409 煤層構(gòu)造煤，C406 煤層構(gòu)造煤，分別編號(hào)為 1、2、3 號(hào)樣品，3 件煤芯重量分別為 446g、437g、356g（圖 3-1）。其中，1 號(hào)煤為原生結(jié)構(gòu)煤，2 號(hào)煤樣是糜棱煤，3 號(hào)煤樣為碎粒煤。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2749816