煤层气开发――第1章 煤层气地质课件.ppt

《煤层气开发――第1章 煤层气地质课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章煤层气地质第一节煤的形成与煤阶第二节聚煤盆地第三节煤层气储层第四节煤层气的赋存规律与成藏煤层气的定义：煤层气是指赋存于煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层气水中的烃类气体。第一节煤的形成与煤阶一、成煤作用植物从死亡及其遗体堆积到转变成煤的一系列演变过程，称为成煤作用。成煤作用原始物质及递变产物成煤过程第一阶段腐泥化作用与泥炭化作用植物高等植物→泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤低等植物→腐泥→腐泥煤第二阶段煤化作用成岩作用变质作用（一）泥炭化作用阶段1.腐泥化作用—低等植物和

2、浮游生物遗体在湖泊和海湾环境中转变成腐泥的生物化学作用。环境：深水物质：蛋白质、脂肪产物：富水絮状胶体（腐胶质）2.泥炭化作用—高等植物遗体在泥炭沼泽中经历复杂的生物化学和物理化学变化转变成泥炭的过程。环境：沼泽物质：纤维素、木质素产物：腐植酸、沥青植物组成部分在不同的转变条件下形成成分和性质不同的物质：（1）弱氧化～还原条件下发生凝胶化作用，形成腐植酸和沥青质，成为凝胶化组分。凝胶化作用是在沼泽中，水体较为停滞，不太深的覆水条件下。一方面进行生物化学变化，厌氧细菌将木质素、纤维素分解，形成腐植酸和沥青质；另一方面进

3、行胶体化学变化，木质素组织在水浸泡下吸水膨胀，消失细胞壁和细胞腔。（2）在强氧化条件下，发生丝炭化作用，产生丝炭组分。丝炭化物质的形成是由于氧化作用和脱氢、脱水作用。它是在沼泽覆水程度起了变化，当沼泽表面变得比较干燥，氧的供给较为充分的条件下发生的。氧化过程中有机物质在微生物参与下，由于失去被氧化的原子团而脱氢、脱水，碳含量相对增加。当氧化到一定阶段后，植物遗体迅速转入覆水较深的弱氧化～还原条件下，或被泥砂所覆盖与空气隔绝中断了氧化作用，随后在煤化过程中转变成丝炭。（3）残植化作用凝胶化作用和丝炭化作用的产物在介质水

4、流畅通，氧充足条件下，被充分分解破坏，并被流水带走，稳定组分大量富集的过程。（二）煤化作用阶段煤化作用－泥炭或腐泥转变成褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理化学变化过程。包括：煤的成岩作用煤的变质作用1.煤成岩作用由泥炭或腐泥在温度压力作用下转变成褐煤的过程—煤成岩作用。生物化学变化→物理化学变化受压脱水胶结褐煤形成时温度约40~50℃2.煤变质作用褐煤在地下较高的温度和压力作用下，转变成烟煤、无烟煤的地球化学作用—煤变质作用。表现在煤的成分、结构发生一系列变化：最为突出的是煤中的腐植酸全部消失，出现了粘结性，光泽增强

5、，碳含量增加。这时褐煤逐渐变质转化为烟煤。烟煤的形成温度约100℃二、煤阶与煤的显微组成（一）煤阶定义用数量表示的煤化过程程度或成熟度称为煤阶，即煤的“化学”变化阶段，或是煤变质系列中的阶段。（二）煤的显微组成煤阶的划分与煤的微观组成有关，煤的显微组分主要包括镜质组、壳质组和惰质组。①镜质组化学结构主要由具短脂肪链与含氧官能联结的芳香结构所组成，因主要来源于木质-纤维素组织而具有低氢、高氧的特征。量介于46.45%~93.75%之间，平均为77.30%。②惰质组是多孔状、纤维状，纤维的纵向常顺层排列，空隙使得应力释放

6、，纤维状丝质体在垂直纤维方向上裂开比较困难；含量介于4.51%~37.73%之间，平均为18.92%，惰质组有释放应力、减弱割理和阻挡割理的作用，对割理发育不利。③壳质组是富氢较长链脂肪族化合物，因含有带脂肪链的某些饱和的环烃、芳香环及含氧官能团而具有高含氢量，高温分解时能产生大大超过50%的挥发油，生烃能力很强。壳质组是煤成油的主要显微组分。壳质组平均含量为3.81%，主要为孢子体、角质体和树脂体，它的机械强度大于镜质组和惰质组，其形变过程类似于镜质组，多数煤层含壳质组很少，故壳质组对煤储层割理发育影响不大。（三）

7、煤阶的划分镜质体反射率指在显微镜下，于油浸及546nm波长条件下镜质组的反射光强度与垂直入射光强度的百分比，以Ro(％)表示，其值随煤阶的增高而增加。当Ro>4.0％时为高煤阶，如无烟煤；当Ro<0.35％时为低煤阶，如褐煤；当0.35％

8、90～2.49无烟煤VII阶段无烟煤2.50～3.99超无烟煤VIII阶段超无烟煤≧4.00中国根据镜质体最大反射率，将煤划分为9个煤级，如下表所示：第二节聚煤盆地在一定地史时期内发生聚煤作用的广大地区，在构造上表现为地壳长期缓慢沉降，在地形上是一个长期积水、利于植物生长和沼泽发育的洼地，这种地区即称为聚煤盆地。一、聚煤盆地的形成在地质历史发展