中低煤級煤有機(jī)地球化學(xué)特征及其對生物氣生成的影響.pdf

1、闡明煤對煤層生物氣生成的影響及機(jī)理，是深入理解煤層生物氣形成過程和創(chuàng)新煤層氣資源評價方法的重要理論基礎(chǔ)。為此，論文選用龍口煤田褐煤和淮南煤田肥煤為研究對象，利用現(xiàn)代測試技術(shù)方法，在分析其基本煤質(zhì)特征基礎(chǔ)上，研究其有機(jī)地球化學(xué)特征，然后進(jìn)行生物氣生成模擬實(shí)驗。通過對比分析模擬實(shí)驗中生物氣生成量、生氣速率及氣體組分特點(diǎn)，研究中低煤級煤有機(jī)地球化學(xué)特征對生物氣生成的影響。
　　龍口褐煤為高水分、高揮發(fā)分、特低灰分的特低硫煤，淮南肥煤為高

2、揮發(fā)分、低灰分的特低硫煤；所有煤樣煤巖顯微組分均以鏡質(zhì)組為主，其中無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體含量最高，殼質(zhì)組以孢粉體和瀝青質(zhì)體為主，無機(jī)顯微組分主要為粘土礦物和黃鐵礦。煤樣的氯仿瀝青“A”含量均大于2.0％，屬于好的氣源巖，其中龍口褐煤有機(jī)質(zhì)豐度高于淮南肥煤。龍口褐煤的“A”中非烴含量最高，有機(jī)質(zhì)成熟度較低；飽和烴中正構(gòu)烷烴為單峰型分布特征，主峰碳數(shù)為C31，碳數(shù)分布范圍寬；干酪根富含較多的 H和O，碳同位素較輕，表明龍口煤田煤樣有機(jī)質(zhì)類型屬于腐泥腐

3、殖型。淮南肥煤的“A”中瀝青含量最高，飽和烴含量最低，表明淮南煤的成熟度較高，P1和XJ的正構(gòu)烷烴為單峰型分布特征，主峰碳為 C25，P3和ZJ為雙峰型特征，前峰為C25，后峰為C31；干酪根富含較多的C，碳同位素較重，表明淮南煤田煤樣有機(jī)質(zhì)類型屬于腐殖型。
　　90天的生物氣生成模擬實(shí)驗結(jié)果顯示，中低煤級煤生物氣生成過程分為3個階段，第一個階段是生氣速率迅速上升期，生氣量較多；第二階段是生氣速率平穩(wěn)下降期，生氣累積量平緩增長；第

4、三階段為生氣速率趨于穩(wěn)定期，生氣量較少。但中、低煤級煤的最高生氣速率出現(xiàn)時間有所差異，龍口褐煤生氣速率在30天達(dá)到最大，淮南肥煤在20天達(dá)到最大。氣體組分以CH4和CO2為主，其中部分含有少量的重?zé)N，氣體為特干氣，符合生物氣的特點(diǎn)。CH4含量隨時間延長呈現(xiàn)上升趨勢，而 CO2的含量與之相反，指示模擬實(shí)驗后期代謝類型以乙酸發(fā)酵為主，也有部分CO2還原參與。
　　高有機(jī)質(zhì)豐度、低有機(jī)質(zhì)成熟度、混合有機(jī)質(zhì)類型的有機(jī)地球化學(xué)特征有利于生物