煤田煤层气资源预测

山西科技SHANXI SCIENCE AND TECHNOL0GY2015年第30卷第1期文章编号:1004-6429(2015)01-0054-03收稿日期:2014-10-08煤田煤层气资源预测李东,程实,王震(中国矿业大学银川学院煤化工研究所,宁夏银川,750011)摘要:利用煤田初步 普查和详细普查工作中确定的普查煤田区块的二维平面,采用一种全新的“相关逐步回归”方法,根据每个勘探孔的原煤水分挥发分、灰分、煤厚、煤层倾角、埋深、顶板(岩性、厚度)和底板(岩性、厚度)等因素与煤层瓦斯量,对煤田煤层气资源进行了(半)定量预测。关键词:煤田勘探;煤层气资源;定量预测;相关逐步回归中图分类号:P618.13文献标识码:A煤系非常规天然气包含煤层气川,煤层气通常定义为赋存关逐步回归”方法,用煤化学、煤田初步和详细普查数据对煤田在煤层中的以吸附在煤基质颗粒表面为主、游离于煤孔隙中或煤层气资源进行(半)定量预测。溶解于煤层水中为辅的烃类气体。我国的煤层气资源极其丰富，2煤储层物性[S61有资料显示煤层气资源总量为31.46万亿m3[2,且大部分的煤层气资源沿西气东输管线分布,有很大的开发利用前景。2.1煤阶煤层气含气量随煤阶的增加呈现出急剧增高一-缓 慢增高一问题的提出急剧增高一急剧降 低的阶段性演化特征，高煤阶煤的煤层气含我国的能源结构中- - 直以煤为主，煤田普查的工作无论是气量一般远远高于低煤阶煤。褐煤-焦煤初期阶段 ,煤层气含气从历史上还是数据积累和数量上都远在煤层气资源勘查之前[ 34。量的急剧增高主要依赖于煤中微孔增多，孔比表面积加大和生煤田普查是寻找煤田并对煤炭资源作初步评价的地质勘查阶气量增高;焦煤一无烟煤 初期阶段,煤层气含气量仅缓慢增加，段,实际工作中,往往根据条件和需要分为初步普查和详细普查主要原因是新生成孔隙增大的空间有限;而无烟煤早期阶段煤两个步骤。但无论是初步普查还是详细普查,其工作中都要研层气含气量的再度急剧增高则是起因于甲烷不断生成的同时煤究找煤的地质前提(基础、准则、依据)和地质标志,获取地质资中孔隙空间明显增多和吸附性极度增强;无烟煤之后煤层气含料的有效技术手段和适用条件,制定工作阶段的划分及程序,不气量急剧降低则是生气作用停止、镜质组化学结构再次发生重同技术手段的配合方式及其影响因素，各种样品的代表性和最大调整而导致吸附能力趋于消失的结果。煤的吸附性能决定着经济合理的取样方案等。虽然这些都是为找煤而做,但煤系气是煤层储集能力和产出特征。由整个煤系中的烃源岩母质在生物化学及物理化学煤化作用过2.2煤储层孔裂隙程中演化生成的全部天然气。因此,本文想通过一- 种全新的“相煤储层系由宏观裂隙、显微裂隙和孔隙组成的三元孔、裂隙优化[J].矿山机械, 2011(2):51-53.(责任编辑:李敏)大学测控技术与仪器专业，现为太原理工大学机械工程学院2012级在职硕士研究生,山西天地煤机装备有限公司,山西省太第一作者简介:侯伟,1985 年8月生,2008年毕业于中北原市,030006.Design Analysis on the Braking and Steering Systemof Explosion-proof Rubber- -tyred VehicleHOU Wei, ZHANG Xiaodong中国煤化工ABSTRACT: This paper analyzes the performance requirements for.THCNMHG°stem of explosion -proofrubber -tyred vehicle, and through the calculation, introduces in detail' the braking and steering performances of the wetbrake in explosion-proof rubber- -tyred vehicle.KEY WORDS: explosion-proof rubber-tyred vehicle; braking system; steering system; calculation analysis64李东,程实,王震煤田煤层气资源预测本刊E-mailsxkjzzs@163.com科技论坛.系统。孔裂隙的数量直接影响着煤层气的储量,其张合程度以及表1最大反射率 与煤的生气量连通性则对煤层气的运输产生影响，继而影响到煤层气开发过煤阶镜质组反射率/%生气量(m2.HI)程中的可采资源量。再者,当孔裂隙与外岩层孔裂隙存在连通的褐煤).338时候,由于压力的差值使气体向外界运移、逸散,导致煤储层中0.4958气煤0.582煤层气的含量大为减少,但是当外岩层的封闭状况良好时，逸散0.65212出去的煤层气或许会形成以煤型气为主的煤层气天然气藏。煤肥煤.999的孔隙度与煤的变质作用(煤阶)也有着密切的关系。1.15230焦煤.22403镜质组反射率1.62703.1镜质组反射率的测定瘦煤.7257镜质组反射率(Rm)测定是煤岩学研究中最为常用的实验瘦煤.1.85287方法之一。通过R的测定,可以反映煤的变质程度,从而反映贫煤1.92952.45330影响煤生气和吸附煤层气。通过相近煤阶煤的吸附能力和多种无烟煤2.5346显微煤岩组分的比较表明,与任何一-种有机组分相比,煤的变质6.45442程度对煤层气的吸附起着更加决定性的作用。随着煤的变质程450度的增加,煤的镜质组反射率也相应增加。作为评价煤层气含气400量的另一个重要参数即孔隙度，它与煤的变质作用也有着密切350、300的关系。一般来说，从低等级到中等级再到高等级煤级,煤的孔”2:y=12.45/n(x)+214.71隙度会成高一低-高的趋势变化,其中,由于分子排列规则化导E 200R*=0.926 7目150致高煤阶的烟煤孔隙度有所升高。山1003.2 最大反射率Roms与煤的产气量的函数关系.最大反射率Rm与煤的产气量的函数关系见表1、图1,计6算公式如下:V=125.451n(R )+214.71(1)图1最大反射率与煤的产气量的函数关系式中:V。为煤的生气量,m/t。表2最大反射率 与煤吸附煤层气的能力3.3 最大反射率R与煤的吸附煤层气的函数关系吸附能力/(m2'.r)最大反射率与煤吸附煤层气的函数关系见表2、图2,计算0.3公式如下:8V,=9.539 2ln(Rm )+ 14.845(2)10.5式中:V。为煤吸附煤层气的能力,m't。0.94干燥无灰基挥发分(Vuy)1420(1 )煤的分类和煤质评价。由中国科学院、原煤炭部原冶金部18等单位共同研究，于1956年12月提出的方案,1958年4月经原国家技术委员会正式颁布试行。该分类方案的分类指标是煤的23.5干燥无灰基挥发分( V.y)和胶质层最大厚度(Y值),从褐煤到无烟24煤之间的所有煤种. .共分为十大类二十四小类。1974 年我国有关36部广]开始对煤炭进行新的分类研究,经有关部委、科研机关和高等院校的专家、教授多次会议论证,并对全国主要煤矿、煤产地煤质35资料进行了全面分析研究,基本上取得了-致意见。于1985年1r 300月19日通过了煤炭分类国家标准，并于1989年10月1日起正i 250式实施。煤的干燥无灰基挥发分( Vy)仍然是煤的分类和煤质评价后200y=9.539 2/n(x )+ 14.845150指标。因此,煤田的初步和详细普查数据中必然有煤的干燥无灰基中国煤化工IR-=0.941 4810挥发分( Vy),并且其测定的方法也有统- -的国家标准。:YHC NMH G-(2)干燥无灰基挥发分Vay和镜质组分最大反射率R.的关系。在多年对炼焦配煤的研究基础上，中国鞍山热能所对我国148种煤的挥发分Vas 和镜质组分最大反射率Rm作回归分析，图2最大反射率 与煤吸附煤层气的函数关系图55李东,程实,王震煤田煤层气资源预测本刊E-mail:sxkjzs@ 163.com科技论坛.得到线性回归方程”，且相关系数为0.947。的总生气量,计算公式为:R=2.35- -0.41Vy(3)[V]=f(x,y) .(11)这样，只要知道煤田内某- -探孔的干燥无灰基挥发分Vuy数(2)普查煤田区块的二维平面的煤的总生气量{V。|为:值就可以计算相应的煤的生气量或吸附能力。{V。}= [V]dA .(12)5煤炭 资源储量计算[刀](1 )矿井煤炭资源1储量计算公式。计算公式如下:7结论Q=SmD(4)(1)普查煤田区块的二维平面和每个勘探孔的原煤水分、挥式中:Q为计算块段的资源/储量,t;S为块段的面积,m';m发分、灰分、煤厚煤层倾角、埋深顶板(岩性厚度)和底板(岩性、为见煤点煤层的平均厚度, m;D为煤的视密度,t/m2(该视密度为厚度)等因素与煤层瓦斯量的相关程度,并将其定量化,其中煤厚几个采样点的平均值)。和煤层倾角与煤的资源储量有关，而挥发分则与煤种或煤质有关。当煤层倾角小于60°时,需将水平投影面积s'换算成真面积(2)“相关逐步回归”方法逻辑清楚,并利用煤田地质勘探的S,即:大量资料。S=S'(5)(3)“相关逐步回归”方法计算时,并没有简单地将所有变量COsa当煤层倾角大于60°时,需将立面投影面积s2换算成真面积都做线性回归。参考文献s,即:[1]王佟,王庆伟,傅雪海.煤系非常规天然气的系统研究及其(6)sinat意义[J].煤田地质与勘探,2014,42( 1):24-27.式中:S为真面积;S'为水平投影面积;S2为立面投影面积;a[2]李建忠,董大忠,陈更生,等中国页岩气资源前景与战略地为煤层倾角。位[J].天然气工业, 2009 , 29(5):11-16.(2)每个勘探孔的单位真面积煤炭资源储量的计算方法。计[3] 王定武，王运泉.煤田地质与勘探方法[M].徐州:中国矿业算公式如下:大学出版社, 2005.EQ= ESmD, .(7)[4]刘绍平 ,汤军,许晓宏数学地质方法及应用[ M ].北京:石油式中:Q为勘探孔的资源/储量,t;S;为单位真面积,m?;m;为工业出版社,2011.见煤点煤层的厚度,m;D,为煤的视密度,t/m'。[5]李腾 影响煤层气富集的地质因素[].煤矿现代化, 2011(1):当煤层倾角小于60°时,真面积s;为:108- 109.(8)[6] 何小广:煤显微组分在煤层气资源预测中的研究[J].云南煤'Cosa炭,2012(3):51-56.当煤层倾角大于60°时,真面积s,为:[7] 周敏,王泉清,马名杰焦化工艺学[ M ].徐州:中国矿业大学(9)出版社,2011.(责任编辑:李敏(3 )该勘探孔的煤的总生气量[V]计算。计算公式如下:[V]=V;ZQ.(10)第一作者简介:李东,男 ,1953年生, 1991年获美国辛辛.6普查煤田区块的煤层气资源预测那提大学化工系博士学位，教授,中国矿业大学银川学院化工(1)回归普查煤田区块的二维(x,y)平面上每个勘探孔的煤系,宁夏回族自治区银川市金波北街,750011.The Prediction on Coal Field 's CBM ( Coal Bed Methane ) ResourceLI Dong, CHENG Shi, WANG ZhenABSTRACT: By using the two -dimensional plane of the generally surveyed coal block determined in coalfield 'spreliminary reconaissance and detailed survey, and adopting a tota中国煤化relation and progesiveregression”, this paper conducts a ( semi- ) quantitative prediction olfield according to eachCNMHGexploratory hole' s raw coal moisture, volatile matter, ash content, coal thickness, seam inclination, burial depth, roof(lithology and thickness ), bottom ( lithology and thickness ) and other factors and coal seam' s gas quantity.KEY WORDS: coal exploration; CBM resource; quantitative prediction; correlation and progressive regression