22.煤层气中分子氮的成因分析-翟雨阳

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1、煤层气中分子氮的成因分析翟雨阳'郑启明2刘钦甫2彭宏钊I赫军凯彳(1.'I'联煤层气国家工程研究屮心冇限责任公司，北京100095；2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083)摘要：木文通过对煤层气屮氮的成因、含量及同位素组成进行总结和分析，发现煤层气屮的N2成因复杂，來源多样，低氮煤层气中的N?主要來源于煤化过程中热氨化作用的产物；而高氮煤层气中的N2则主要來源于大气。在煤化作用过程屮产生的N2的含量及同位素组成则L煤化作用程度(冇机质成熟度)及CH4含量具冇较强的相关性，因此，通过研究煤层气中的2用以指导煤层气的勘探及开发，具冇垂要的理

2、论及实际意义，可以将N2作为煤层气形成和富集的一种新的冇意义的示踪剂。关键词：成因，同位素组成，煤化作用程度，相关性，示踪剂CauseanalysisfortheN2inthecoalbedmethaneZhaiYuyang1ZhengQiming2LiuQinfu2PengHongzhao1HeJunkai2(1.ChinaUnitedCoalbedMethaneNationalEngineeringResearchCenterCo.Ltd；2.CollegeofGeosciencesandSurveyingEngineering,ChinaUniversit

3、yofMiningandTechnology,Beijing100083,China.)Abstract:bymeansofsummarizationandanalysisfortheorigin,concentrationandisotopiccompositionoftheN2incoalbedmethane,itwasfoundthatthecausewasdiversiform・TheN2inlownitrogencoalbedmethanewasfromtheproductofthethermalammonificationduringcoalific

4、ation,whiletheN2inhighnitrogencoalbedmethanewasfromatmosphere.TheconcentrationandtheisotopiccompositionofN2generatedduringcoalificationhaspositivecorrelationwiththecoalificationdegree(organic-mattermaturity)andtheCH4concentration.Therefore,thereweretheoreticalandpracticalsignificance

5、throughresearchingfortheN2inthecoalbedmethanetoguidetheexplorationandexploitationofthecoalbedmethane,andN2wasabletobeusedasanewsignificanttracerfortheformationandenrichmentofthecoalbedmethane・Keyword:cause,isotopiccomposition,coalificationdegree,correlation,tracer作者简介：探南阳，男.1973年生，20

6、10年获中国矿业大学（北京）傅上学位，现在中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司排采所工作。主要从申煤层气开发、数值模拟及煤层气井生产动态分析研究。E-rnMl:zhaiyy®nccbm・com・cn煤地质学、煤层气地质学和煤层气地球化学研究表明，氮元素以固相和气相的方式存在于含煤地层中，其中，含氮固相物质主要为有机氮和含鞍矿物或岩石；而煤系地层中含氮气相物质主要为分子氮(N?),在煤层气中分子氮是天然气中最常见的非疑组达100%而儿乎没有姪类气体产岀。世界煤层气储量丰富，占天然气总储量的30%以上。但对煤层气中的2的研究目前并不多，且研究程度较低。Law、Ri

7、ce等⑴总结了世界各地煤层气的组分资料，发现世界各地煤层气的组分差异很大。甲烷和其它绘类组分通常是煤层气的主要组分，并含少量N2。据Scott(2］对美国1400口煤层气生产井气体成分的统计结果，煤层气N2平均含量为1%。而戴金星⑶对我国二十多个煤矿的高氮煤层气气样分析表明：这些煤矿中煤层气含氮量较高，一般都大于10%,高的可达90%以上。高氮煤层气在我国较为常见，如鹤岗盆地煤层气中氮含量就偏高，2含量达9.09〜81.24%,其中但其含量大于20%的气样占80%；平顶山矿区煤层气中含氮量也较高，最高可达62.26%o事实上，我国大部分煤矿煤层气中N2含量在10

8、%左右，且甲烷占比例与氮