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地质能源知识之二

更新时间  2022-05-23 19:04 阅读
本文摘要:1、煤炭的主要漫衍层位有哪些?沉积有机碳的地史漫衍在一定水平上决议了化石能源矿产的层位漫衍。从全球来看,煤炭资源主要漫衍于石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系和第三系,石油和天然气资源显着集中在侏罗系和白垩系,石油资源在第三系也较富厚,天然气资源在志留系也占较高比例。 我国化石能源矿产资源的漫衍与全球大致相似,但煤炭资源在第三系显着淘汰,在侏罗系相对集中,绝大部门石油资源漫衍在第三系、白垩系、侏罗系,天然气资源在奥陶系更为富厚一些。

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1、煤炭的主要漫衍层位有哪些?沉积有机碳的地史漫衍在一定水平上决议了化石能源矿产的层位漫衍。从全球来看,煤炭资源主要漫衍于石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系和第三系,石油和天然气资源显着集中在侏罗系和白垩系,石油资源在第三系也较富厚,天然气资源在志留系也占较高比例。

我国化石能源矿产资源的漫衍与全球大致相似,但煤炭资源在第三系显着淘汰,在侏罗系相对集中,绝大部门石油资源漫衍在第三系、白垩系、侏罗系,天然气资源在奥陶系更为富厚一些。只管石油天然气存在“新生古储”或“古生新储”的地质现象,但资源量与沉积有机碳之间的大致对应趋势是客观存在的。

2、煤炭的地域漫衍特征怎样?就地域上来看,世界煤炭资源主要漫衍在俄罗斯、北美、中国、澳大利亚、印度等国家或地域,石油天然气资源在中东、俄罗斯、北美等地域较为集中。我国已发现的煤炭资源主要赋存于华北、西北,其次为东北、西南,滇藏的资源量很小,预测煤炭资源量主要集中在西北地域。我国石油资源以东北、华北、西北最为富厚,天然气主要漫衍在西北、西南地域。

3、煤的组成情况怎样?煤不是一种简朴的化合物,而是由十分庞大的有机质和无机质组成的混淆物。差别地域、差别地质时代的煤,其物质组成差异很大。研究煤的物质组成可以从以下方面举行。(1)研究煤的岩石组成A、宏观方法:主要是使用煤的物理性质差别,如颜色、光泽、硬度、密度等的差别,划分出煤的宏观煤岩身分和宏观煤岩类型。

B、微观方法:主要是使用显微镜研究煤的岩石组成,常用的方法是把煤磨成薄片,在光学显微镜下视察。可定量确定煤的显微组成、煤化水平。

(2)研究煤的化学组成则要通过化学的方法,如煤的工业分析、元素分析、煤的化学工艺性质测试等。(3)其他方法来研究煤研究煤的物质组成,另有许多新的方法,如核磁共振、红外光谱、气相色谱、X射线光电子能谱等。这些方法在研究煤的分子结构、煤的化学组成和性质等方面起到奇特的作用。

4、煤的有机显微组分是如何划分的?——镜质组煤的有机显微组分可分为三大组,即镜质组、壳质组和惰质组,每组中可凭据形态和结构的差别再分出若干显微组分和显微亚组分。镜质组是煤中最常见的显微组分,其含量约占50%—80%以上。镜质组与壳质组和惰质组相比,氧含量较高,氢含量中等,挥发分中等,碳含量较低,加热时能熔融粘结,具有最好的粘结性,是结焦的主要身分。

加氢液化时,镜质组的转化率高。煤化历程中,镜质组可生成少量的油和较多的甲烷气。5、煤的有机显微组分是如何划分的?——壳质组壳质组分由于化学性质比力稳定,不易被细菌等微生物破坏、剖析,故又称稳定组。

壳质组分含大量脂肪族身分,故有人称为类脂组。在三大显微组分中,壳质组的氢含量、挥发分和发烧量最高,在热解时,能产出大量的液态烃和气态烃,固态产物少。液化时险些可全部转为液态产物,煤炼焦时,壳质组分能发生大量的焦油和气体,可改善煤的粘结性。

壳质组在油源岩中是生油的组分。6、煤的有机显微组分是如何划分的?——惰质组惰质组是煤中常见的显微组分,因其在结焦历程中不软化,呈惰性,故名惰质组,惰质组分的成因有多种。惰质组分的碳含量高,氢含量低,氧含量中等,挥发分低,热解时不具粘结性,煤中惰质组分含量高对炼焦倒霉。

惰质组分不生油,生气的数量也较少。我国西北地域中生代的煤中,惰质组分含量高,华北地域古生代煤中惰质组含量少一些,新生代多数煤中惰质组分含量很少。7、什么是煤的宏观组成?煤是由植物变化而来,其中含有一些矿物杂质。

由高等植物酿成的煤称为腐植煤类,由低等植物藻类形成的煤称为腐泥煤。自然界中,腐植煤类占绝大多数,也是工业开采的主要工具,腐泥煤类数量少。(1)腐植煤的宏观煤岩身分:宏观煤岩身分是用肉眼可以区分出的基本组成单元,包罗镜煤、丝炭、亮煤和暗煤。

镜煤和丝炭是简朴的煤岩身分,亮煤和暗煤是庞大的煤岩身分。(2)腐植煤的宏观煤岩类型:宏观煤岩类型可划分为四种,即光明煤、半亮煤、半暗煤和昏暗煤。宏观煤岩类型的划分是凭据煤中光明身分,即镜煤和亮煤在分层中的含量及其反映出来的总体光泽强度来确定的。8、什么是煤的结构和结构?(1)煤的宏观结构:煤的宏观结构是指宏观煤岩身分的形态、巨细所体现的特征。

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常见煤的宏观结构有下列几种:条带状结构、线理状结构、透镜状结构、均一状结构、粒状结构、叶片状结构、木质状结构、纤维状结构。(2)煤的次生结构:煤的次生结构是指煤层形成后受到结构应力作用而发生种种次生的宏观结构。主要有以下几种:碎裂结构、碎粒结构、糜棱结构。

(3)煤的结构:煤的结构是指煤岩身分空间排列和漫衍所体现出来的特征。它与煤岩身分自身的巨细、形态无关,而与成煤物质聚集时的情况有关。煤的原生结构分为层状结构和块状结构。9、煤的化学组成特点是什么?煤的化学组成可分为有机质和无机质两大部门,有机质主要由C、H、O、N、S等元素组成,是庞大的高分子有机化合物,是煤的主要组成部门,差别的煤,元素组成是差别的。

煤中的无机质包罗矿物杂质和水分,它降低了煤的使用价值,差别的煤,无机质的数量和性质各不相同。煤的水分、煤的灰分、煤的挥发分、煤的牢固碳、煤的元素分析。10、煤的物理性质有哪些?煤的物理性质包罗颜色、光泽、反射率、硬度、脆度、密度、外貌积、孔隙性、导电性等。煤的物理性质是煤的化学组成和分子结构的外部体现,受到煤岩组成、煤化水平和风化作用的影响。

凭据煤的物理性质,可以确定煤的煤岩身分、成因类型、煤化阶段,并开端评定煤质。在研究煤的成因、煤的加工使用途径等方面也具有实际意义。11、煤相的观点和分类如何?关于“煤相”观点,一部门研究者强调情况因素,一部门研究者强调物质因素。

Stach 等(1975)指出,煤相应为一定的形成情况下所沉积的泥炭物质的体现,是煤的原始成因类型。它通过显微组分和矿物含量及某些结构特征来表现。早期的煤相划分主要依据占优势含量的显微组分以及其它组分与矿物含量,现在国际上盛行对由显微组分组成的参数举行盘算,实现煤相划分的量化效果,可称为量化参数法。主要使用三个参数即依据凝胶化指数(GI)、植物生存系数(TPI)和镜惰比(V/I),将煤相划分为干燥泥炭沼泽相、森林(覆水)泥炭沼泽相、活水泥炭沼泽相和开阔水体相四个相类型。

12、煤岩的岩石力学特征有哪些?煤岩是带有孔隙和裂痕的双重介质,面割理和端割剃头育,因为介质的微观结构与砂岩(孔隙性多孔介质)差异较大,岩石的力学特征参数也与砂岩差异较大。研究中收集大量的前期研究结果,获得了煤岩样品杨氏模量、泊松比、体积压缩系数、孔隙弹性系数以及抗张/抗压强度等力学参数。(1)杨氏模量远远低于砂岩地层,泊松比普遍高于砂岩。

煤的杨氏模量在1135~4602MPa之间,大部门在3000MPa左右,较通例砂岩小一个数量级,煤的静态杨氏模量小于动态杨氏模量,与其他岩性纪律相同;煤岩的泊松比在0.18~0.42之间,平均为0.33,显着高于通例砂岩。(2)煤的抗张强度较小并随煤阶降低而削弱。煤的抗张强度较小,普遍在0.06~1.66MPa,平均在1.1MPa,显着低于砂岩;抗张强度随煤阶降低而削弱,无烟煤2号平均值为1.73 MPa,无烟煤3号平均值为1.15 MPa,焦煤平均值仅为0.25MPa。

(3)煤的抗压强度低,压缩系数大。煤的抗压强度从28~104MPa,大部门在40~60MPa之间,显着低于砂岩强度;煤的体积系数在0.198~20.710-41/MPa之间;煤的孔隙弹性系数在0.11~0.96之间,变化较大。13、煤岩的裂痕启裂与展布特征有哪些?——煤层杨氏模量低煤岩裂痕的岩石结构特征和力学特征决议了裂痕发育和展布特征。裂痕宽度大而缝短。

岩石中水力压裂裂痕宽度与杨氏模量成反比,由于煤岩杨氏模量较小,由此形成的裂痕宽度较大。由于宽度的增加,在相同的压裂规模条件下,裂痕的长度增加将受到限制。14、煤岩的裂痕启裂与展布特征有哪些?——裂痕割剃头育泛起多裂痕和裂痕曲折,降低有效缝长。

煤层割剃头育,如大宁—吉县地域石炭—二叠系煤层内天然裂痕密度大于300条/m。由于天然裂痕的存在,人工裂痕启裂除受地应力影响外,还受天然裂痕影响。

当水平应力差异较小时,裂痕会沿天然垂直于最小主应力偏向生长,即水平应力差越大越容易控制裂痕几何形态,人工裂痕险些不受天然裂痕的影响。煤岩实验效果证实裂痕型岩石的裂痕扩展偏向取决于水平应力和天然裂痕的双重作用效果。

分析认为:低围压时,煤岩的天然割理多在开启状况,有很强的渗流能力,而且是介质中强度较弱的地方,所以裂痕会沿天然裂痕的偏向生长。高围压时,煤岩的天然割理多在关闭状态,裂痕面之间的联合能力在围压作用下获得增强,相当于裂痕被粘合,水力裂痕的生长向垂直于最小主应力偏向靠近。15、煤岩的裂痕启裂与展布特征有哪些?——抗压(/张)强度低支撑剂潜入严重,裂痕起裂和延伸历程中发生的大量煤粉返排后聚集在裂痕中实验效果发现,支撑剂在裂痕中潜入严重,水平高于砂岩,对裂痕导流能力伤害严重;由于煤层强度低,嵌入部门的煤多被压成煤粉,对裂痕内流体渗流有阻碍作用,同时使裂痕导流能力进一步下降。

压裂后的煤岩裂痕外貌极其不规则,裂痕或平行于煤层的割理或垂直穿越割理,裂痕面不平滑,呈门路状态。形成裂痕的延伸压力很大,有时会大于破裂压力,一方面是由于压裂形成大量煤粉使流动阻力增加,另一方面是裂痕的不规则性和裂痕面的不平滑增加了流动阻力。


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