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能源地质学复习重点1


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能源地质学重点
1.能源定义: 1.能源定义:为人类生产和生活提供各种能力和动力的物质资源;直接或间接(通过转换) 能源定义 提供人类所需有用能的资源。 2.未来的主要替代能源必须满足 个条件: 2.未来的主要替代能源必须满足 4 个条件:1)这种新能源资源必须足够丰富;2)这种新 能源的技术必须足够成熟;3)这种新能源的价格必须足够低廉;4)

这种新能源的使用必须 足够安全、清洁。例:水煤浆代油,煤合成液体燃料,生物质转化 ,其它星球能源。 有机质的定义:包括一切生物体及其分解或合成的各种产物 。 沉积有机质的分类: 3.沉积有机质的分类:按成岩状态:沉积物中有机质和沉积岩中有机质;按聚集状态:聚集 沉积有机质的分类 有机质和分散有机质。 ;木质素 4.生物质的化学组成 1,化合物组成:碳水化合物(纤维素,半纤维素,果胶质) 生物质的化学组成 (芳香族高分子聚合物) ;蛋白质(含氮化合物 ) ;类脂化合物【混合物(脂肪、蜡质) 合物稳定性序列(抗降解能力) 化合物稳定性序列(抗降解能力) 蛋白质<色素<脂肪<半纤维素<纤维素<木质素<木栓质< : 种子皮壳<角质<孢粉素<蜡质和树脂 沉积有机质作用方式 作用方式: :物理作用,生物碎片;败作用(腐朽作用) : 5.沉积有机质作用方式:碎作用(机械作用) 喜氧性细菌、真茵;化作用(代谢作用) :粪粒、团块有机质;酵作用(缩合作用) :厌氧性 细菌、酶碳水化合物 木质素-腐殖酸和腐殖质;吸附作用(无机矿物) :沉淀、凝聚、转化 作用 ;化学作用(水解作用) :水合作用、重排作用;压实作用:重力作用。 影响因素: 水体的动力状态; 水介质性质 (氧化还原、 酸碱度、 温度) 。 影响因素 物体本身的化学组成; 沉积有机质的形成作用: 6.沉积有机质的形成作用: 腐泥化作用: (1)腐泥化作用: 对象:菌藻类低等植物; 环境:水体较深的滞流贫氧环境; 反应:还原、 合成等化学作用; 产物:腐泥、软泥、残体、原生沥青质 泥炭化作用: (2)泥炭化作用: 对象:高等植物遗体; 环境:沼泽、泥炭沼泽; 反应:氧化、还原、合 成; 产物:植物残体+腐植酸 泥炭化作用方式:①凝胶化作用:强覆水、缺氧、还原、厌 泥炭化作用方式: 氧微生物② 丝炭化作用:氧化(暴露、流水、火灾)③ 残植化作用:覆水(流动) 、富氧 结果: 结果:① 透明残体:腐植酸+沥青质+水分 ②不透明残体:化学结构高度缩聚的惰性物质 ③残积类脂物质:孢子+花粉+角质层+树脂+木栓层 沉积有机质的形成过程 过程: 6.沉积有机质的形成过程:

气态分子和水

分解产物:氨基酸, 分解产物:氨基酸,糖类等

生物遗体

其它小分子化合物

合成产物: 腐殖酸, 沥青质 合成产物: 腐殖酸,

沉积有机质、 沉积有机质、

生物残体

有机碎屑: 有机碎屑:生物残体

氧化- 氧化-降解阶段

还原- 还原-合成阶段

沉积- 沉积-埋藏阶段

古生物学): 高等植物/低等植物/动物 2 7.沉积有机质三重属性:1 生物学属性(植物残体学、 沉积有机质三重属性: 岩石学属性 (有机岩石学) :生物残屑, 有结构的/高度降解产物, 无定形成分 3 化学属性(有 机地球化学):/ 不溶有机质(干酪根)/可溶有机质(可提取物—水溶、水解、碱溶、有机 溶剂) 8.可溶有机质 可溶有机质:水溶、水解、碱溶、有机溶剂 8.可溶有机质 干酪根: 定义: 不溶于有机溶剂的有机质浓缩物。 沉积岩中有机质的含量大都在 0.5~ 9.干酪根: 1) ( 定义: 1.5%之间,为了便于研究,往往要将其富集起来。 2)干酪根的提取和分离方法:物理方 ( 干酪根的提取和分离方法: 法(浮选法、超声波法、电磁法、静电法以及基于矿物和有机质湿润性质差异的分离方法) 。

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化学方法 (盐酸+氢氟酸溶解无机矿物) 3) 干酪根类型: TeiChmüller (1982) 根据 Tissot 、 ( 干酪根类型: Durand (1980) 等人资料划分为三种类型: 型干酪根主要由藻类生成, I 生油量高, 型 Ⅲ 干酪根主要由高等植物生成,生油量很少,Ⅱ 型 干酪根生油量也较高,含部分壳质组分。 I、Ⅱ型干酪根可称为腐泥型 Ⅲ型干酪根可称为腐植型。 10.腐植酸 HA)(1 定义: 腐植酸( : 10.腐植酸(HA)(1)定义:具有酸性、亲水性、吸附性和复杂多样结构的芳香性化合物。 腐植酸的类型 类型: (1)黄腐酸,溶于酸(2)棕腐酸,溶于丙酮或乙 (2)腐植酸的类型:根据溶解性质分为: 醇(3)黑腐酸,沉淀部分(3)腐植酸的成因判别: 腐植酸的成因判别: (1)H/C、N/C、O/C 原子比(2)稳定 ( 13 碳同位素δ C 分布范围 氯仿沥青A族组分研究的环境意义? 11.氯仿沥青A族组分研究的环境意义?1)生物质的烃类/非烃比率远远高于沉积有机质, 表明在 生物质向沉积有机质转化过程中生物烃类受到明显损失; 2)海相和湖相沉积有机 质的饱和烃/芳烃比率往往高于 泥炭沼泽相,这是浮游生物脂肪含量较高而陆生植物富含 木质纤维素的必然结果 ; 泥炭氯仿沥青 A 中烃含量和烃类/非烃比率均具有藓类 泥炭> 3) 草本泥炭>木本泥炭的特征,这同样与沉(堆)积介质条件、微生物活动性以及植物有机组 成有关 ; 年轻沉积有机质内从活的生物体中继承下来的直接烃类起着生物标记化合物的 4) 作用。 12.沉积有机质聚集条件 沉积有机质聚集条件: 12.沉积有机质聚集条件: 1)足够生物量的供给; 2) 存在生物聚合物向沉积聚合物转化 的环境条件;3) 保证沉积有机质不被无机沉积物过分“稀释”而相对集中;4) 沉积有机 质形成后能够得以妥善保存而在一定 地质历史中不被再次破坏。沉积环境的定义 沉积环境的定义:沉积环 境是由一组物理、化学、生物学上有别于相邻地区的自然地理单元。 沉积环境组合的类型: ;过渡环境(三 角 洲、滨海平 沉积环境组合的类型:大陆环境(冲积扇,河流,湖泊 ) 原、水下浅滩) ;海洋环境(浅 海、深 海) 13.泥炭沼泽的概念 泥炭沼泽的概念: 13.泥炭沼泽的概念:地表土壤充分润湿,有季节性或长期性积水,而且生长了大量的喜湿 植物 ,在地洼地带堆积有机质,并使其转化为泥炭层的地区。 泥炭沼泽的形成: 泥炭沼泽的形成:水域沼泽化:由湖泊、河流、泻湖等水域转化而来 ;陆地沼泽化:由陆 地演化而来 (存在草甸泥炭沼泽化和森林泥炭沼泽化两种基本形式) 泥炭的堆积的条件 积的条件: 泥炭的堆积的条件:植物的大量繁殖,碎屑沉积物的注入贫乏,有机质的保存。 泥炭沼泽的演化阶段: (1)低位沼泽(营养沼泽)地下水潜水面高于沼泽水面,地下水、 低位沼泽( 泥炭沼泽的演化阶段: 低位沼泽 营养沼泽) 地表水供应营养成分,生长富营养的植物,介质为中性或微碱性,泥炭厚、灰分高、沥青质 含量和焦油产率较低。 (2)高位沼泽 高位沼泽(贫营养沼泽或凸起 沼泽)地下水潜水面低于沼泽水 高位沼泽 面,仅有大气降水补给,沼泽水源供应不充足,水中缺少矿物质养分,尤其是中心地带植物 残体分解速度慢,与沼泽周边相比,泥炭层凸起,水质介质为酸性,泥炭灰分低、有机质含 量高,厚度较薄。 (3)中位沼泽 中位沼泽介于高位与低位沼泽之间的一种过渡类型,介质处于中性到 中位沼泽 微酸性。 泥炭沼泽的垂向结构特征:氧化环境的表层 ,过渡条件的中间层,还原环境的底 泥炭沼泽的垂向结构特征: 层泥炭堆积方式 (1)原地聚集 原地聚集(微异地聚集)底板“根土岩” ,煤中陆源物质少,大面积 泥炭堆积方式 原地聚集 稳定。 (2)异地聚集 异地聚集直接底板为粗碎屑岩,碳酸岩底板,斜插、倒立的树干和树桩化石。 异地聚集 泥炭堆积速率影响因素 影响因素: 植物产率;沉积环境 植物残体的分解强度 泥炭堆积速率影响因素:大气和土壤温度 降解率 泥炭产率;沼泽类型及稳定性 增长率分散有机质沉积控制因素: 分散有机质沉积控制因素: 分散有机质沉积控制因素 (1)气候条 件高寒地区、赤道地区与中纬度地区的差别(2)沉积环境盆缘( “外源” )与盆内( “内源” ) 的差别 3)水流机械搬运水流速度、水体深度、水介质化学性质。 过度补偿— 三种补偿关系 补偿方式 ① 过度补偿 沼泽水面上升速度 < 植物遗体的堆积速度 均衡补偿—沼泽水面上升速度 ② 均衡补偿 沼泽水面上升速度 ≈植物遗体的堆积速度 ③ 欠 补 偿—沼泽水面上升速度 > 植物遗体的堆积速度 沼泽水面上升速度 14.研究煤的岩石组成有哪些方法 研究煤的岩石组成有哪些方法? 14.研究煤的岩石组成有哪些方法?1 宏观方法:宏观煤岩成分,宏观煤岩类型(煤的物理 性质(颜色、光泽、硬度、密度等) 微观方法:薄片:显微组分、颜色、形态、结构、 )2

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荧光性;砖片:显微组分、颜色 、形态、结构、反射率。3 超微结构:电子显微镜、气相 色谱、激光光谱、光电子能谱,核磁共振、电子顺磁共振,红外光谱、X 衍射 15.煤的显微组分的定义 光学显微镜下能够识别出来的组成煤的基本单位。 煤的显微组分的定义: 有机显微组分: 15.煤的显微组分的定义: 镜质组、壳质组、惰质组。无机显微组分:矿物质。 镜质组: 镜质组:结构镜质体/无结构镜质体/碎屑镜质体 壳质组:孢子体/角质体 /藻类体/荧光体/木栓体/树脂体/沥青质体/渗透沥青质/壳屑体 壳质组 惰质组: 惰质组:丝质体/半丝质体/粗粒体/微粒体/菌类体/惰屑体 16.煤中的矿物质来源 煤中的矿物质来源: 原生矿物: 16.煤中的矿物质来源: ①原生矿物:生物体中带来, Ca、K、Mg、Na、 O、Si、S、P、F e、Cl 等化合物,Ti、B、 Cu、 Mo、Zn、Co、V 等微量元素。②同生矿物:外源矿物— ②同生矿物: —泥炭堆积时,搬运而来。火山碎屑、粘土矿物、石英、长石、岩屑等。内源矿物——化学 或生物化学成因。黄铁矿、菱铁矿、蛋白石、玉髓等。 ③后生矿物:埋藏演化中形成。地 后生矿物: 下水活动、物理化学条件的变化形成:方解石、石膏、黄铁矿、褐铁矿、高岭土、石英。岩 浆热液:石英、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等。种类:粘土矿物:高岭石,蒙脱石、伊利石。 种类: 种类 碳酸盐矿物:方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿。硫化物:黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、方 铅矿。氧化物、氢氧化物:石英、蛋白质、玉髓、金红石、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿。盐类: 氯化物、芒硝、石膏、磷灰石。重矿物:锆石、电气石、石榴子石,金红石、橄榄石等。微 量元素:Ag、As、B、Ge、Ga、V、Ti、Sr、Ni、Mo 17.腐植煤的宏观煤岩成分(1)镜煤:乌黑,色深光强,成分均一,性脆,贝壳状断口,轮 17.腐植煤的宏观煤岩成分 廓清晰,粘结性好,矿物杂质少,裂隙发育,大多由结构镜质体,均质镜质体组成。 (2)丝 炭:外观像木炭,颜色黑灰色或浅灰色,纤维状结构,丝绢光泽,疏松多孔,丝质体为主, 质轻者性脆,易污手,质重者,被矿物充填。3)亮煤:表面隐约可见微细层理,光泽较强, 结构不均一(4)暗煤:含壳质组多,灰黑色,韧性好,油脂光泽,水介质活动性强;含矿 物质多,煤质差;含惰质组多,成分结构不均一,氧化环境。 18. 18.腐植煤的宏观煤岩类型 宏观煤岩类型 光泽 镜煤+亮煤 光亮煤 光泽极强 >75% 半亮煤 光泽较强 75%--50% 半暗煤 光泽暗淡 50%—25 % 暗淡煤 光泽极暗 <25% 19.褐煤的岩石类型 褐煤的岩石类型按变质作用的强弱分为:软褐煤,暗褐煤、亮褐煤 19.褐煤的岩石类型 宏观煤岩成分 ①木煤:保存有植物细胞结构的纤维组织 ②丝炭:植物组织经过氧化,森 林火灾 ③凝胶团块:轮廓清楚,结构均一,可演变为镜煤 ④基质:木煤、丝炭、凝胶团 块的混合物 ⑤树脂体: 植物的分泌物 ⑥矿物: 粘土矿物、 硫化物、 氧化物、 盐类矿物 ⑦ 动物化石 20.中国分为四种宏观煤岩类型 中国分为四种宏观煤岩类型① 丝炭, 均<10% 20.中国分为四种宏观煤岩类型 木质煤 含木质>10%; ② 碎屑煤 木煤, ③ 丝质煤 含丝炭>10%; ④ 矿化煤 矿物质含量>25% 21. 腐植煤: 21.(1)腐植煤:包括由高等植物木质纤维组成的狭义腐植煤和高等植物的壳质组分组成的 残植煤。 2)残植煤:高等植物中不易菌解的类脂物质形成的煤(3)腐泥煤 低 等 植 物 组 残植煤: ( ( 成和动物组成。 22.煤的宏观结构: 宏观煤岩成分的形态、 大小、 厚度、 生物残体所表现出来的特征。 ① 条 22.煤的宏观结构: 带状结构( 宽条带状结构 条带宽>5mm,中条带状结构条带宽 3-5mm,细条带状结构 条带宽 1-3mm② 线理状结构: 煤岩成分呈<1mm 的线理③ 透镜状结构: 煤岩成分成透 镜状④ 均一状结构:成分单一、均匀,镜煤、腐植腐泥煤⑤ 粒状结构:大量孢子、 树脂体、矿物杂质⑥ 叶片状结构:树皮或角质形成⑦ 木质状结构:植物茎干的木质

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纤维组织的痕迹⑧ 纤维状结构:为丝炭所特有,一向延长,保存木质纤维组织结构,疏 松多孔, 细胞排列煤的次生结构: 煤的次生结构: 碎裂构造 碎块>2cm 煤的次生结构 构造应力下产生的宏观结构 ① ② 碎粒构造 粒度 1cm③ 糜棱构造 层理,煤岩成分看不见 思考题:构造煤研究的地质意义? 23.煤的构造: 23.煤的构造:煤岩成分空间排列和分布所表现出来的组合特征,与煤岩成分自身大小,形 态无关,而与成煤物质聚积时的环境有关。 ① 层状构造:水平层理,水平波状层理、 斜层理、 同生变形构造,与水动力条件有关② 块状构造:岩石组成单一,看不到层理, 覆水较深的滞水条件。 24.煤的化学组成 煤的化学组成: 24.煤的化学组成:概述有机质:主要由 C、H、O、N、S 等元素组成,是复杂的高分子有机 化合物,是煤的主要组成部分;无机质:包括矿物杂质和水分,它降低了煤的利用价值。 煤中的水分: 水分的来源: (一)煤中的水分:a、水分的来源:植物本身水,泥炭堆积吸水,煤化脱水,地下水,开 采、运输中掺入 b、水在煤中的存在状态:① 外在水分(Mf): 大毛细管(d>200nm) 水在煤中的存在状态: 中的游离水 ② 内在水分(Minh): 存在 d<200nm 中的吸附水 (100℃ )Minh≈Mad(空 气干燥基水分)3 结晶水(化合水) :以分子或离子形式参加矿物晶格构造的水分。c、煤中 c 2)甲苯蒸馏法 3)空气干燥法 4)微波干燥法 水分的测定 1)通氮干燥法 煤的灰分( : (二)煤的灰分(A) 煤中可燃质完全燃烧,煤中矿物质在一定温度下产生分解、化合等复 杂反应后剩下的残渣 灰分划分等级(Ad % ) 灰分划分等级 划分等级( :特低灰煤 ,低灰煤 ,中灰煤 ,高灰煤 基准的换算: 基准的换算:

Ad = Aad

100 ,% 100 ? M ad

(三)煤的挥发分:粒级 <0.2mm 、ad 1g 、 隔绝空气、 900 ±10 ℃ 、 7min 条件下, 煤的挥发分: 煤样减轻的质量占原煤质量的百分数,减去煤的 Mad,测得 Vad。挥发分产率是一个固定值, 与水分、灰分无关 100 ,% 基准的换算: 基准的换算: Vdaf = Vad

100 ? M ad ? Aad

(当以 (四)固定碳(FC)的概念:FC 不是纯碳,是由C、H、O、N、S组成的混合物。 固定碳(FC)的概念: 固定碳产率表示煤有机质特性时, 必须用干燥无灰基表示, 因为固定碳与煤中的水分矿物质 无关。随煤阶的增高,煤的固定碳产率也逐渐升高。 ) 25.煤中的硫 ( 分类: 煤中的硫: , 25.煤中的硫: 1)分类:根据存在形态,有机硫 So、无机硫(硫化物硫 Sp,硫酸盐硫 Ss) 单质硫 S。煤中各种形态的硫的综合称为全硫 St,St=So+Sp+Ss+S(2)煤中硫对煤利用的影 ( 响:a、煤燃烧时,硫变成 SO2、SO3,它们会腐蚀炉体和设备,排入大气后形成酸雨而污染 空气和环境,对动植物的生存都十分有害。b、煤在焦炼时,硫的大部分进入焦炭中,焦炭 在高炉炼铁时,硫进入铁中。c、煤在气化时,硫变成 SO2 和 H2S,不但腐蚀设备,而且会 使催化剂中毒,影响生产的进行和产品的质量 d、煤中的 FeS2 很易氧化,氧化产生的热量 易使煤发生自燃,造成火灾和矿井瓦斯爆炸。 26.煤的可选性及评价方法 选煤: 26.煤的可选性及评价方法 1、选煤: 选煤就是利用煤与矿物杂质物理化学性质的不同,设 法除去或减少煤中的矿物杂质,把煤分成不同质量和规格的产品。重力选煤:跳汰洗煤(占 60%),重介质洗煤(占 23%)浮游选煤:利用煤与矸石表面湿润性的不同适于粒度< 0.5mm 的粉煤(占 14% ) 。特殊的选煤方法:如干选、静电选、磁选、摩擦选、 风选、滚筒碎选、 人工拣矸等(占 3%) 2、 煤可选性的评价方法 选性的评价方法: 煤可选性的评价方法:?把矿物杂质从煤中分离出来以达到工业用 煤要求的难易程度称煤的可选性。 27. 全岩法(煤岩学法) 27.国际上分散有机质的分类 1、全岩法(煤岩学法)岩石中的有机组分分为五类,即腐植 类、惰质类、 类脂类、动物类和有机—矿物基质。动 2、干酪根法(孢粉学法)干酪根类 干酪根法(孢粉学法) 型划分为五类:腐植型:木质的(V) 腐植型: 、煤质的(I)腐泥型:草质的、藻质的及无定形有机 腐泥型: 腐植型 腐泥型

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质。 干酪根方法最大的优点是富集了存在于矿物沥青基质中的那部分有机质, 使其能直接研 究,但它同时破坏了有机组分原始产状和结构,难以准确鉴别某些显微组分的成 因,使研 究结果的可靠性和代表性受到影响。因此合理的做法是将全岩研究和干酪根的研究结合起 来, 3、统一分类法 有机质类型— 有机质类型—干酪根类型 TeiChmüller(1982)根据 Tissot 、Durand (1980) 等人资料 划分为三种类型:I 型干酪根主要由藻类生成,生油量高,Ⅲ 型干酪根主要由高等植物生 成,生油量很少,Ⅱ 型 干酪根生油量也较高,含部分壳质组分。I、Ⅱ型干酪根可称为腐 泥型 Ⅲ型干酪根可称为 腐植型。 28.天然气 天然气: 广义天然气: 狭义天然气: 28.天然气: 广义天然气:泛指自然界一切天然生成的气体。狭义天然气:主要是指与油 狭义天然气 田、煤田和气田有关的可燃气体,成分以气态烃为主,多与生物成因有关。 气藏: 29.气藏:是指地下储集层圈闭中聚集的具有一定工业价值的游离气。 30. 30.(1)天然气(藏)的类型:1、有机质演化阶段:生物气(藏)(Ro,max<0.5%);热解气 天然气( 的类型: 机质演化阶段: (藏) o,max 介于 0.5~2.0%);裂解气(藏)(Ro,max>2.0%).2、按开发难易程度: 非常规 (R 2 按开发难易程度: 开然气(煤层气和致密砂岩气); 常规开然气(砂岩气和碳酸盐岩气)。3、按分布特征 3 按分布特征:聚集 型气(气藏气、气顶气) ;分散型气(溶解气、气水化合物) 4、按与石油产出关系 。4 按与石油产出关系:伴生 气;非伴生气 相态: (2)相态:游离态、溶解态、吸附态、固态气水合物。 典型气藏特征: (3)典型气藏特征: 气藏气? 不与石油伴生。 甲烷的含量在气体成分中占 95%以上, 气藏气?单独聚集成纯气藏的天然气, 重烃的含量极少,一般在 1~4%左右,属于干气(贫气) 。 气顶气 :与石油共存于油气藏中,呈游离气顶状的天然气,其成因和分布与石油关系密切, 重烃含量百分之几至百分之几十,仅次于甲烷 ,属于湿气(富气) 。 溶解气: (1) 油内溶解气: 饱和或过饱和的油藏中,重烃含量高。 (2)水内溶解气:低压 溶解气: 水溶气,几十~几千 cm3/L;高压水溶气,异常高压带,含量大。 凝析气 :当地下温度和压力起过临界条件时,液态烃逆蒸发而形成的物质。 31. 31.煤的物理性质 定义: (2 (一)颜色 定义:宏观或显微煤岩在自然光或单色光下照射下所呈现的色彩。 2)表 色: 煤块新鲜表面的自然色彩。 3)条痕色 条痕色:煤研磨成粉未的颜色。4)透光色 ( 4 透光色:煤薄片在透光 下显示的颜色。 5)反光色 ( 反光色:煤光片在反光下显示的颜色。 6)荧光色:煤光片在蓝光或紫 ( 荧光色: 外光激发而产生的颜色。 定义: 变化: (二)光泽 定义:煤新鲜断面的反光能力。变化:煤化程度增加,光泽由无光泽—土状光 变化 泽—蜡状光泽—弱沥青光泽—强沥青光泽—弱玻璃光泽—强玻璃光泽——金刚光泽—半金 属光泽变化。 (三)折射率 煤抛光表面折射光强度与入射光强度的百分比。 (四)反射率 煤抛光表面反射光强度与入射光强度的百分比。 反射率的地质意义: 反射率的地质意义:判断源岩成熟度或煤级,判断地质构造, 判断变质作用方式,判断煤 化作用方式,恢复构造运动,判断煤质资料的正确性 。 定义: 种类:① 刻划硬度:用标准矿物刻划煤 (五)硬度 定义:煤抵抗外来机械作用的能力。种类 种类 所测定的相对硬度② 磨损硬度 ② 磨损硬度:磨料抛光煤光片时显微组分的抗磨强度③ 显微硬度 ③ 显微硬度:显 微硬度是压痕硬度的一种,用显微光度计测定。 脆度:煤受外力作用而破碎的性质,抗压和抗剪强度的表现。 镜煤:脆度大、硬度 (六)脆度

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小、破碎时成细碎屑。丝炭:脆度大、硬度大、破碎时成粉未。暗煤:脆度小、硬度大 、 破碎时成大粒级。 断口: (七)断口:煤受外力打击后的人工断面。如贝壳状、眼球状、平坦状、阶梯状、参差状等。 密度: 真密度(TRD) 体积不包括煤的内部毛细孔和裂隙。 (TRD): 视密度(ARD) (ARD): 密度 单位体积煤的质量。 真密度(TRD): 视密度(ARD) 体积包括煤的内部毛细孔和裂隙。堆密度:人工堆积,人为孔隙下的密度 堆密度: 堆密度 密度:单位体积煤的质量。 (八)密度:单位体积煤的质量。 裂隙: 外生裂隙: (九)裂隙:煤中自然断开,不连续的界面。外生裂隙:以各种角度与煤层层理面相交(剪 外生裂隙 裂隙组、较平直,张裂隙一组,裂面凹凸不平,呈羽毛状,波纹状)次生矿物、煤屑充填, 系构造应力的产物,裂隙间距较宽。内生裂隙:由内张力形成,一般发育两组,近垂直于层 内生裂隙: 内生裂隙 理面,裂面比较平坦。 二元结构: ,孔隙。三元结构:宏观裂隙,显微裂隙,孔隙 。 三元结构: 二元结构:裂隙(割理) 三元结构 裂隙组合形态: 裂隙组合形态:① 矩形网状 ② 不规则网状③ 平行状 (十)表面积 表面积包括:外表面积和内表面积 比表面积:单位重量的表面积 十一) 孔隙性 煤是一种具有复杂孔隙结构和内表面积大的固态物质, 能吸附气体和液体。 (十一) 孔隙性: 孔隙形态:a)半封闭孔(b)开放孔(c)细颈瓶孔 十二)煤的力学性质: (十二)煤的力学性质: 强度特性:抗压、抗拉、抗剪强度、杨氏模量等 变形特征:垂向应变、水平应变、泊松比等。 煤应力~应变特征:非连续性、非均质性、各向异性 十三) (十三)吸附性与渗透性 吸附方式: 吸附模型: 吸附性 吸附方式:物理吸附,范德华力。吸附模型:单层吸附,多层吸附,容积充填理论 吸附模型 吸附状态: 吸附状态:过饱和,饱和,欠饱和 渗透性概念: 分级: 渗透性概念:煤允许流体通过的性质.。分级:宏观裂隙、裂隙渗透率 、紊流;显微裂隙、 分级 裂隙渗透率、达西渗流; 基质渗透率、菲克扩散。分类:绝对渗透率 透率; 裂隙渗透率、达西渗流;孔隙 、基质渗透率、菲克扩散。分类:绝对渗透率; 双相渗透率( 单相渗透率 H2O、CH4;双相渗透率(有效渗透率,相对渗透率) 双相渗透率 有效渗透率,相对渗透率) 十四)导电性: (十四)导电性:煤传导电流的能力,通常以电阻率表示。

32.煤的化学工艺性质 包括煤的发热量、 32.煤的化学工艺性质是指煤在加工利用过程中表现出来的化学工艺特性。 煤的化学工艺性质 煤的粘结性和结焦性、煤的可磨性、煤的热稳定性、煤对 CO2 的反应性、煤的灰熔点和结渣 性、煤的着火点和自燃、煤的可选性等。 定义: (一)煤的发热量 定义:煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧所产生的全部热量,以符 号 Q 表示。 影响煤发热量的因素:煤岩成分、煤化程度、煤中矿物杂质的含量,煤的风氧 影响煤发热量的因素: 化程度有关。 煤的粘结性: 指煤粒(d<0.2mm)在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质形成焦 (二) 煤的粘结性: 块的能煤的结焦性:指煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭 (焦炭强度和块度符合冶金 煤的结焦性 煤的结焦性: 焦的要求)的性质。煤的粘结性是结焦性的必要条件影响粘结性和结焦性的因素:影响煤粘 影响粘结性和结焦性的因素: 影响粘结性和结焦性的因素 结性和结焦性的因素有煤化程度、煤岩成分、煤的还原程度、风氧化程度、煤中矿物杂质的 含量等。 煤的抗碎强度: 影响因素抗碎强度与 (三)煤的抗碎强度:指一定粒度的煤样自由落下后抗破碎的能力。 影响因素 煤阶、煤岩成分、矿物含量、煤的风氧化程度有关。 煤的热稳定性:煤受热后保持原粒度的性能称煤的热稳定性。影响因素 影响因素(1)与煤化 (四)煤的热稳定性 影响因素 程度有关,粘结性好的煤热稳定性好(2)与煤岩成分有关,镜煤、亮煤不如暗煤 煤的结渣性: (五)煤的结渣性:指煤在气化或燃烧过程中,煤灰受热软化、熔融而结渣的性质。 煤的着火点(燃点) :煤释放出足够的挥发份与周围大气形成可燃混合物的最低着火 (六)煤的着火点

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温度称为煤的着火点。 煤的自燃: 煤在常温下氧化能力的内在属性。 影响因素①与煤级的关系②与煤岩成分的关系 煤的自燃: 影响因素 33.煤与氧化程度的关系: 33.煤与氧化程度的关系: 低煤阶煤: 低煤阶煤: Qgr,maf≤24MJ/kg,Rav,ran<0.6%,与褐煤相当 中煤阶煤: 中煤阶煤: <0.6% Rav,ran<2.5% (苏、法两国提出),与烟煤相当 高煤阶煤: ,与无烟煤相 高煤阶煤: Rav,ran>2.5% (苏、法两国提出)

34.国际煤分类: 个编码, 34.国际煤分类:9 个指标 14 个编码,一定记住 ① Ro,av,ran % 编号从 02-50,代表 Ro,av,ran =0.2~5 .0% ,间隔 1,共 49 个编号 对应间隔 0.1%,例如:若编号 04,则 Ro,av,ran %在 0.4%-0.49% ② Ro,ran 直方图:编号从 0~5 间隔为 1 共 6 个编号 0 号: Ro,ran 标准差 S≤0.1 无间断点 1 号: S>0.1~≤0.2 无间断点 2 号: S>0.2 无间断点 3 号: S>0.2 有 1 个间断点 4 号: S>0.2 有 2 个间断点 5 号: S>0.2 有 2 个以上间断点 惰质组③ I%: 编号从 0~9 ,代表 I=0-<10%~≥90% 间隔 1,共 10 个编号,对应间隔 10 例如:若编号 2,则 I%=20%-<30% 壳质组④ E%:编号从 0~9,代表 E=0~≤40%,间隔 1,共 10 个编号,对应间隔 5 例如:若编号 4,则 E%=15-20% 坩埚膨胀指数⑤ CSN:编号从 0~9 代表,CSN=0~9*1/2,间隔 1,共 10 个编号对应 间隔 1 例如:若编号 6,则 csn=6-6*1/2 ⑥ Vdaf%: 当 Vdaf%>10%,编号从 48~10,代表 Vdaf% ≥ 48~10-< 12% 间隔 2,共 20 个编号,对应间隔 2 当 Vdaf%<10%: 编 号 从 09~01, 代 表 Vdaf% 9-<10~1- < 2%, 间 隔 1 , 共 9 个 编 号 对应间隔 1 例如:编号 32 代表 Vdaf%=32%-34% 编号 04 代表 Vdaf%=4%-5% ⑦ Ad%: 编号 00~20,代表 Ad=0-<1~20-<21%,间隔 1,共 21 个编号,对应 间隔 1 例如:09 代表 Ad=9%-10% ⑧ St,d%:编号 00~30,代表 St,d=0.0-<0.1~3.0-<3. 1% ,间隔 1, 31 个编号 共 对 应间隔 0.1 例如:11 代表 St,d%=1.1%-1.2% ⑨ Qgr,maf MJ/kg:编号 21~39,代表 Qgr,maf>2 1~≤39MJ/kg,间隔 1,共 19 个编号 对应间隔 1 例如:30 代表 Qgr,maf= (30-31)MJ/kg 例如:16 2 2 4 4 32 17 11 29 例如 S> S>0.2 无间断点 I%=20~<30% E%=15~ ≤20% Ro,av,ran%=1.6% CSN=4~4 Vdaf%=32~<34% Ad%=17~<18% 29~< St,d%=1.1~<1.2% Qgr,maf= 29~<30MJ/kg

烷烃(脂肪烃)属饱和烃, 35.石油的烃类组成:1、烷烃(脂肪烃)属饱和烃,通式为 CnH2n+2,石油中含量一般为 5.石油的烃类组成: 石油的烃类组成 5~55%。几乎不溶于水。随分子量的增加,密度、熔点、沸点均上升。 (正烷烃,异烷烃)2、 2 环烷烃分子中含有碳环结构的饱和烃。石油中含量一般为 25~75%。它们由许多圈成环的多 环烷烃 个次甲基(-CH2-)组成。组成环的碳原子数是 3 个以上。按分子中所含碳环数目可分为单 环烷(通式 CnH2n) ,双环烷烃(通式 CnH2n-2) ,三环烷烃(通式 CnH2n-4)和多环 烷烃。 石油中的环烷烃多为五员环和六员环。3、芳香烃 3 芳香烃具有六个碳原子和六个氢原子组成的苯环

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化合物,其特征是含有苯环结构,属不饱和烃。石油中含量一般为 10~40%。据结构的不同, 可分为单环、多环和稠环三类芳香烃。 含硫化合物高硫石油: 硫含量 >2%;含硫石油: 硫含量 0.5~2%;低 石油的非烃组成 1、含硫化合物 硫石油: 硫含量<0.5%。2、含氮化合物?(1)碱性氮化物(2)非碱性氮化物 2 含氮化合物? 含氧化合物(1)酸性氧化物:石油酸,如环烷酸、脂肪酸和酚(2)中性氧化物:含量 3、含氧化合物 较少,如醛、酮等。

36.沉积有机质的完整演化历程包括: 36.沉积有机质的完整演化历程包括:沉积作用:外、内营力地质作用 ;埋藏作用:内营 沉积有机质的完整演化历程包括 力地质作用;风化作用:外、内营力地质作用 37.沉积有机质物理、化学标志应具备的条件: 沉积有机质物理 37.沉积有机质物理、化学标志应具备的条件:① 演化程度相同时,性质稳定或变异性较 小;② 在沉积有机质中分布广泛,易于寻找;③ 演化程度不同时,同种参数的演化幅度要 足够大④ 是沉积有机质的主要成分或重要成分,代表性较强; ⑤ 面积要足够地大,便于 观察测量主要的参数类型:物理参数、化学参数、 有机元素:、辅助参数。 沉积有机质演 主要的参数类型: 、 主要的参数类型 化标志 38.沉积有机质演化标志 38.沉积有机质演化标志 煤化跃变或有机质成熟跃变 物理、化学标志应具备的条件 ① 演化程度相同时,性质稳定或变异性较小; ② 在沉积有机质中分布广泛,易于寻找; ③ 演化程度不同时,同种参数的演化幅度要足够大; ④ 是沉积有机质的主要成分或重要成分,代表性较强; ⑤ 面积要足够地大,便于观察测量

沉积有机质演化跃变 跃变 特征 跃变序次 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次

0.6%Ro,max, 1.3%Ro,max, 2.5%Ro,max, 3.7%Ro,max, 6.5%Ro,max, 跃变 点 位置 43%Vdaf, 80%Cdaf 29%Vdaf, 87%Cdaf 8%Vdaf, 91%Cdaf 4%Vdaf, 93.5%Cdaf 3%Vdaf, 96%Cdaf

芳构化作用 环缩合作用 跃变 沥青化作用 热裂解(脱甲 环缩合作用 环缩合作用 拼叠作用 机理 芳构化作用 基)作用 拼叠作用 热裂解作用 秩理化作用 原生腐殖酸 生油作用基 热裂解气大 镜质组和壳 生烃作用基 演化 消失,进入生 本结束, 甲 量生成, 干 质组的预石 本停止, 达 产物 油窗, 出现 烷开始大量 气生成达到 墨化进程显 到生气死限 次生组分 生成 高峰 著开始 镜质组反射 镜质组的密 镜质组光学 主要 顺磁性暂时 率开始显著 度、水分、显 各向异性显 显微组分光 物理 消失, 孔隙 增高, 次生 微硬度、孔隙 著增大, 显 学各向异性 性质 性演化趋势 荧光开始出 率等达到最 微硬度开始 急剧增大 变化 发生转折 现 小值 急剧增高

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沉积固态有机质产物演化的总体规律 :① 某些原生显微组分消失,同时新生成了某些显 微组分;② 肉眼可见的光泽逐渐增强,条带状结构趋于明显;③ 显微组分的荧光性和透光 性逐渐消失,反光性持续增强;④ 孔隙性、吸附性等物理性质出现规律性演化;

(一 受热温度:地热场温度 地热场温度由大地热流形成,即地温梯 39.沉积有机质演化的地质因素: 一)受热温度 地热场温度 沉积有机质演化的地质因素: 度乘埋藏深度再加上地表浅处恒温带温度。地温梯度 地温梯度:单位深度条件下地温的变化幅度,一 地温梯度 般用℃/100m 表示。 大地热流值: 地温梯度与岩石热导率之间的乘积, HFU 或 mW/m2 表示。 用 大地热流值: 演化时限: (二)受热时间 演化时限:在某一温度段下演化发生进展的时间,亦称有效受热时间。 演化程度与时间为线性关系, 但与温度之间表现为指数关系, 因此温度是控制演化程度的关 键因素;如果演化程度一定,则温度与时间互为补偿,即短时高温或长时低温可以达到同样 的演化效果。 三)演化压力 静压力和动压力有利于沉积有机质物理性质的改变,对其化学 ( 结构的改变起促进作用。 40.有机质演化类型: 40.有机质演化类型: a.深成 演化作用: 深成热 a.深成热演化作用:是在正常地热场条件下、埋藏深度不断加大的过程中进行的。 正常热演化作用: 正常热演化作用:沉积有机质的演化程度随埋深的加大而增高的现象。 岩浆热演化作用: b.岩浆热演化作用:是在异常高热地热场条件下发生的,系岩浆上涌带来的热流与正常地 热场背景的叠加作用。岩浆热演化作用特点:1)等演化线或等演化面的产状往往与煤层的 岩浆热演化作用特点: 岩浆热演化作用特点 产状无关,只与岩浆侵入体的顶面形态基本一致;2)等演化带的宽度多窄于深成热演化作 用,在水平分带和垂向分带中都是如此 3)等演化线的展布方向往往与构造线方向不一致, 表明浅部构造对区域岩浆热演化作用的控制作用相对较弱。 4)光学各向异性显微组分较 为普遍,出现了镶嵌结构、似流变结构、裂解碳等各类新生光学结构;5)次生气孔较为发 育,尤其是在镜质组中普遍可见;6)同生矿物受到较为强烈的改造,黄铁矿等的重结晶明 显;7)与同演化程度的深成热演化沉积有机质相比,氢含量、挥发份产率、H/C 等相对较 低;8)蚀变矿化现象普遍存在,广泛发育热液脉体, F、Cl、As 等与岩浆期后热液有关的 元素往往较为富集,特别是流体包裹体,是一种良好的地质温度计和地质压力计。9)重磁 异常:隐伏岩体的存在,正航磁异常 区域岩浆热演化作用: b1 区域岩浆热演化作用:起源于岩浆向地壳浅部侵入,但岩浆体未能进入烃源原岩层。 岩浆接触热演化作用起源于岩浆与含沉积有机质岩系或有机质 b2 岩浆接触热演化作用 : 的近距离或直接接触。特征: 1)变质范围窄于深成热变质和区域岩浆热变质; 2)接触带 特征: 特征 上被烘烤成天然焦或石墨; 3) 变质程度、 变质带宽度随离岩体的距离而变化, 且分带明显: 4)出现热变组分和热变结构,各向异性质、 小球体等镶嵌结构;5) 煤的工艺性质发生变化, Vdaf、Hdaf、Qdaf、Cdaf Ad ;6)常有围岩蚀变现象,变质岩、变质结构 沉积有机质的动力演化作用: 力演化作用机理有三种假说: c.沉积有机质的动力演化作用: 力演化作用机理有三种假说:摩擦热假说、机械化学假说、 动力能假说。共同的表现特征:1)等演化带一般极为狭窄,平行于主构造线分布,仅出现 共同的表现特征: 共同的表现特征 在构造形变极为强烈的地区。2)这种作用导致沉积有机质的密度增大,镜质组反射率及光 学各向异性明显增强,并可能 有局部石墨化作用的发生。 变质作用:热源: 特征: d.热液变质作用:热源:1)深部岩浆分异的气液 2)高温承压水引起的地热异常。特征: 特征 矿化现象—形成低、中温热液矿脉。原因:断层、岩层热导率等 原因: 原因 41.沉积 ( 沉积: (1 沉积相的概念:沉积相是一定沉积环境下的沉积特征的综合。 (沉积环境相 41.沉积: 1)沉积相的概念 是一定地质时期内地表某一部分的全貌, 沉积特征 相是沉积变化的总和, 它表现为这种或 那种岩性的、地质的或古生物的差异。 ) 沉积特征(相标志) 岩性特征,古生物特征,地球化学特征,地球物理特征。 :岩性特征 (2)沉积特征(相标志) 岩性特征,古生物特征,地球化学特征,地球物理特征。 : 相序递变: (3)相序递变:沉积相在时间上和空间上的连续变化。 沉积体系: (4)沉积体系:具有统一物源、统一水流动体制、在成因上具有共生关系的沉积组合而成

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的巨大三维沉积体。 含煤岩系: (5)含煤岩系:是一套在成因上有共生关系并含有煤层(或煤线)的沉积岩系。含煤岩系 的顶底界不一定是同时的,有时是穿时的。 岩系的旋回结构: (6)岩系的旋回结构:煤系沉积层序中有共生关系的岩性、岩相等特征有规律的重复交替 现象。 42.煤层厚度 ( 煤层厚度分级: 煤层厚度: 煤层厚度分级: 薄煤层: 1.30m, ≦ 中厚煤层: 1.31~3.50m, 厚煤层: >3.50m。 42.煤层厚度: 1) 煤层厚度类型:总厚度:煤+夹矸,有益厚度:纯煤,可采厚度:经济技术条件,最低 (2)煤层厚度类型 可采厚度:煤种、产状、 资源、开采方式 煤厚和形态变化及其控制因素: (3)煤厚和形态变化及其控制因素:1、泥炭沼泽基底不平 2、沉积因素(1)沉积体系(2) 同沉积构造 3、煤层的冲蚀顶凸构造 4、后期构造变动 5、岩浆侵入 6、岩溶作用造成的无 煤陷落柱 原生变化指在泥炭堆积过程中,由于各种地质作用而引起的煤 (4)煤层厚度变化类型 1、原生变化 原生变化 层形态和煤层厚度的变化。2、后生变化 2 后生变化指泥炭层被新的沉积物覆盖以后,由于构造变动、 河流冲蚀等后期地质作用所引起的煤层形态和煤层厚度的变化。 43.圈闭 并且使油气在其中聚集起来的一种场 43.圈闭 是地下储集层中能够阻止油气继续向前运移, 所。 圈闭形成的必要条件: 。 圈闭形成的必要条件:盖层,储集层,遮挡条件(封闭条件) 圈闭的成因分类: ① 构造圈闭: 因构造变动如断裂作用和褶皱作用形成的圈闭叫做构造圈 圈闭的成因分类: 闭② 地层圈闭: 由于地层中断, 借助地层不整合面作遮挡物就够成地层圈闭③ 岩性圈闭: 这是由于岩层形成时,沉积环境的改变,或由于某些次生作用导致沉积岩性改变,在同一地 层内形成的圈闭。④ 混合圈闭,在复杂的地质演化中,除了单一成因所形成的圈闭以外, 往往形成成因的圈闭。 圈闭(trap) :适合于油气聚集,形成油气藏的地质场所。圈闭的三个要素:1.供油气储 圈闭的三个要素: 圈闭(trap) 圈闭的三个要素 渗的储集层 2.阻止油气向上逸散的盖层 3. 阻止油气继续运移、造成油气聚集的遮挡条件 透镜体 圈闭的有效性: 圈闭的有效性:在具有油气来源的前提下,圈闭聚集油气的实际能力。 响圈闭有效性的因素: (一)圈闭距油源区的远近(二)圈闭形成时间的早晚(三)必要 影响圈闭有效性的因素: 的保存条件 44.油气藏 油气藏: 44.油气藏:油气藏是单一圈闭内具有独立压力系统和统一油水(气、水)界面的油气聚集, 是地壳中最 基本的油气聚集单位。 油气藏类型 类型: 油气藏类型:a 构造油气藏 :1 背斜油气藏的特征 ① 油气主要来自盆地充填地层内部的 生油层 ② 油气藏含油面积的形态往往与背斜形态相似 ③ 油、水成环带状分布④ 油层压 力的分布和等高线大致平行 。 断块油气藏的特征 ① 在断层附近容易形成高产油气区 ② 2 油、气、水的 布格局比较复杂 ③ 油气的富集带常常是聚集于断层靠近油源的一侧 ④ 含油面积形状多和断块的形状相似 地层油气藏: “今生古储” ,水动力条件活跃,原油的性质变化大,储层物性变化大,常有 b 地层油气藏: 底水和边水,混合式生储盖组合。 岩性油气藏: c 岩性油气藏:侧变式生储盖组合,沉积相带控制,同沉积生油层,水动力条件差,运移距 离短,原油性质好。 混合型油气藏: d 混合型油气藏:高压、高产量,水动力不活跃,降压较快,构造—岩性混合油气藏。 多油源,油气性质变化大,原油产量变化大,低温、低压, 水动力活跃。 油气藏形成的基本条件(六大要素) :烃源岩---提供油气藏形成的物质基础;储集层---油 油气藏形成的基本条件(六大要素) : 气储-渗的空间和通道; 盖 层---使储集层中的油气免于向上逸散的保护层; 圈 闭--油气聚集的地质场所; 运 移---油气从分散到集中的聚集过程; 保 存---使已形成的

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油气藏免遭破坏、 成藏要素三个基本条件: 成藏要素三个基本条件: 一、具有充足的油气来源;二、具备有利的生储盖组合;三、具 备有效的圈闭; 45.储集层 储集层: 45.储集层:凡是能够存储和渗滤流体(油、气、水) 的岩层都可以称之为储集层。 作为储集层的条件: 孔隙性——直接决定岩层储集油气的数量; 渗透性——控制了储层内所 作为储集层的条件: 含油气的产能; 储集层类型 :岩石类型 : 碎屑岩储集层,碳酸盐岩储集层,其他岩类储集层。 空间类型: 空间类型:孔隙型储集层 ,裂隙型储集层,溶洞-裂隙型储集层,孔隙-裂隙型储集层,孔 隙-溶洞-裂隙型储集层 。碳酸盐岩储集层脆性变差序列:白云岩 -灰岩 ---白云质灰岩 碳酸盐岩储集层脆性变差序列: 碳酸盐岩储集层脆性变差序列 ---泥质白云岩----泥质灰岩 溶解度降低序列:灰岩--灰质白云岩--白云岩--泥质灰岩 溶解度降低序列: 影响因素① 沉积环境水动力条件② 成岩后生作用溶解作用, 胶结作用,重结晶作用,白 影响因素 云岩化作用。 1.宏观与微观研究相结合 储层评价的原则与方法 1.宏观与微观研究相结合 (1) 通过区域性相分析,找出有利相带 的部位,并确定其类型、展布和规模; (2) 查明地质体(如砂岩体)中孔隙发育的层段、厚 度、 储集空间的类型与成因及孔隙结构特征; (3) 确定孔隙空间的分布规律及其连通性情 况; (4) 研究油气水在其中的分布规律。2. 综合研究 (1) 野外地质调查,盆地四周出露 2. 地层; (2) 地层录井资料分析(气泡、油相);(3) 测井资料解释(解释φ、R、So);(4) 实 验室岩心分析(直接分析孔渗性、孔隙类型大小);(5) 开发动态资料分析(产液量、井间干 扰、井漏)。 盖层的定义: 46.盖层的定义:位于储集层之上,能封隔储集层,阻止 其中的油气向上逸散的岩层。 盖层的封盖能力: 盖层的封盖能力:盐岩、石膏层 > 泥质岩层 >渗透性较差的砂岩、石灰岩、铝土岩和煤层 盖层的封闭机理: (1)排替压力差/毛细管/薄膜封闭(2)异常压力封闭(3)烃浓度封闭 盖层的封闭机理: 生储盖组合类型: 生储盖组合类型 (1)旋回式组合(2)侧变式组合 (3)混合式组合 47.油气运移 油气运移的驱动力: 油气运移: 47.油气运移:油气运移的驱动力:1、构造运动力 2、水动力 3、浮力 4、毛细管力 5、地 静压力 6、热动力 油气的初次运移和二次运移 1、初次运移油气离开母体的运移 2、二次 运移油气进入孔隙之后的所有运移

48、论述冲积扇/河流/三角洲/湖泊/障壁海岸/缓坡碳酸盐沉积体系的沉积亚相特征及其与 48、论述冲积扇/河流/三角洲/湖泊/障壁海岸/缓坡碳酸盐沉积体系的沉积亚相特征及其与 能源矿产的聚集关系?概述: 能源矿产的聚集关系?概述:含能源资源的沉积体系是一套在成因上有共生关系并含有油、 气、煤层或其它矿产的沉积岩层,具有统一物源、统一水流动体制、在成因上具有共生关系 的沉积组合而成的巨大三维沉积体。 这些沉积体在一定的构造条件、 古气候和古生物条件及 沉积古地理环境下, 就形成含能源资源的沉积盆地的沉积充填。 沉积盆地的沉积古地理环境 特征是决定能源聚集的重要条件。 具有能源资源的沉积盆地都是有多种沉积体系复合充填的 结果。一、冲积扇沉积体系 冲积扇沉积体系冲积扇是暂时性洪流或间歇性洪流流出山口时,由于地形急剧变 冲积扇沉积体系 缓,水流向四方散开,流速骤减,碎屑物质大量堆积而成的,形状近扇状的沉积体。 从山地峡谷 向开阔平原转变地带上的一种河流沉积体系, 呈扇形或半圆锥状、 以粗粒碎屑占优势的堆积 物。(1)冲积扇沉积体系的沉积亚相特征:冲积扇是陆地上最靠近 顺直河 少见, 少见,局部地段

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辫状河

河床坡降大,河身不稳定,河心滩极发育,宽度大,弯度低。 河床坡降大,河身不稳定,河心滩极发育,宽度大,弯度低。

河床坡降少,侧向加积明显,弯曲度大,边滩发育,易形成牛轭湖, 河床坡降少,侧向加积明显,弯曲度大,边滩发育,易形成牛轭湖, 曲流河 废弃河道。 废弃河道。

河道坡度低,分支河道之间湿地和植被极发育,河道位置稳定, 河道坡度低,分支河道之间湿地和植被极发育,河道位置稳定,不易 网结河 迁移。 迁移。

物源区的沉积体系,粒度粗,分选差,沉积速率高。扇根分布在临近冲积扇顶部地带的古沟 口附近,主要发育有古沟道、 主水道和主水道间三种沉积微相。 扇中位于冲积扇中部,为冲积 扇的主要组成部分。它与扇根并不具有明显的界限,以具有中到较低的沉积坡角和发育的辫 状河道为特征。与扇根沉积相比较,砂与砾比率增加,沉积物偏细,成分成熟度和结构成熟度 增高,砾石碎屑多呈叠瓦状排列。扇中沉积由于未经过充分分选,加上泥石流的存在,扇中沉 积层内、层间和微观非均质性极强。扇缘是整个冲积扇沉积物最细,流体能量最低的部分, 呈环带状围绕在冲积扇周围。沉积物为细砾、含砾砂、砂及泥,细砾较为少见。其微相可分 为水道径流及片流两种。(2)冲积扇沉积体系的分类:Ι湿地沉积扇:沉积特征,湿地沉 积扇主要发育与潮湿气候带,最明显的终年泄水,这些常年河对扇的沉积作用影响小,而由 季节性气候条件产生的巨大洪水起着控制作用。整个扇的面积大,有时为干旱扇的几百倍; 扇面坡度一般较低, 因此河流作用常常控制着湿地扇的整个扇面。 自扇顶向扇尾湿地扇的最 大碎屑粒径逐渐变小。沉积亚相分为:扇顶近源相、 扇中中段相、扇尾远端相。 Ⅱ扇三角洲: 冲积扇直接进入水体在滨湖或滨海地带形成的粗碎屑扇状体。 沉积特征: 冲积扇直接进入水 体在滨湖或滨海地带形成的粗碎屑扇状体。它是一种进积到稳定水体中的冲积扇沉积体系, 它属于在活动扇与稳定水体交界带上的沉积。这种沉积一部分在陆上,但大部分在水下,有 的几乎完全在水下。 扇三角洲出现于不同气候和能量条件的各种滨海带中, 也常常沿冰缘地 带的山间湖滨分布。扇三角洲的远端相形成于滨岸带、海洋或湖泊的水下环境,当有高速的 粗粒沉积物注入水体是才能显现出河流的影响。海岸带的扇形体由于受到河流、波浪、潮汐 及水面升降变化等的多种作用, 因而形态和面貌呈多种多样。 冲积扇沉积体系与能源资源形 成、赋存的关系在含煤冲积扇沉积体系中,煤的聚集往往集中于特定的部位,这主要决定于 赋存的关系 控制泥岩沼泽形成和发育的自然地理条件。 在冲积扇体系分布的范围内, 有利于成煤的部位 主要有扇间洼地、 中扇朵叶体间洼地、 扇尾地带和扇前缘外侧与河、 湖、 海环境的过渡地带。 对于油气的生成,冲积扇体系是不利的沉积环境,但由于它所产生的沉积物大多岩性粗,可

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以构成很好的储集层。 实践证明,冲积扇沉积与储层有着密切的关系,特别是砂砾岩冲积扇体 储层的油气地质意义已被国内外很多油田证实。 只要邻接该砂体有生油层存在, 往往可形成 次生的油气藏。 由冲积扇体系充填的沉积盆地, 如果周边的物源区具有含铀矿物的岩体出露, 在适宜的气候和沉积环境条件下,常为铀矿的聚集提供了良好的形成条件。二、河流沉积体 二 系。河流环境内形成的一套有成因联系的沉积相组合。1)河流沉积类型 2)河流沉积亚相 Ⅰ河道亚相:心滩,边滩(砂坝),河床滞留沉积Ⅱ河岸亚相:天然堤,决口扇Ⅲ泛滥盆地 亚相:河漫滩,河漫沼泽,河漫湖泊Ⅳ牛轭湖:废弃河道。主要河流类型的沉积特征Ⅰ、辫 。 状河的沉积特征:这种河道沉积物大部分粒度粗,以砂砾岩为主,是由彼此错位叠置的砂质 和砾质透镜体形成的带状砂砾岩体,其中细碎屑沉积物含量极低,砂砾岩体地面平直,对下 伏岩层侵蚀不明显,多出现于山麓地带,位于冲积扇沉积体系与冲积平原沉积的交界地带。 缺少明显的天然堤②洪泛沉积不发育(纵向砂坝)③具各种类型的河道坝沉积(横向砂坝) ④心滩发育(侧向砂坝)Ⅱ、曲流河的沉积特征:主要有三部分构成,即:河道充填沉积(河 道相)、河道边缘沉积(河岸相)、洪泛盆地沉积(洪泛盆地相)。在曲流河沉积体系中, 明显地表现出平面上或剖面上的细粒沉积物包围砂质沉积物的特征。Ⅲ网结河的沉积特征: 网结河河道在平面上交织成网状,河道十分稳定,河道间发育河心岛或植被岛的河流。河道 坡度小,弯度多变,导致频繁的溢岸洪泛。湿地环境占 60~90%,河道环境分布局限。河流 河流 沉积体系与能源资源形成聚集的关系成煤环境重要场所:冲积平原,岸后沼泽和废弃河道 沉积体系与能源资源形成聚集的关系 充填沼泽,牛轭湖,这些沉积场所多存在于曲流河沉积体系,网结河沉积体系中,而辫状河 沉积体系成煤的条件是有限的,正在形成的辫状河体系对于泥炭沼泽的形成和发育往往不 利, 因而难于出现有工业价值的可采煤层。 河流沉积体系中河流相的砂体若离上覆和下伏的 生油凹陷中心较近, 就会形成有利的油气储集层。 沉积相的平面分布控制着砂体的空间展布, 进而影响着赋铀砂体的空间分布。三、湖泊沉积体系主要是以淡水湖泊为主,多为陆源碎屑 、湖泊沉积体系 充填的滨海或内陆湖泊。 一些大型的内陆湖泊或各类断陷盆地内的湖泊, 都往往形成独立的 沉积体系。1)湖泊沉积体系的沉积相特征:Ⅰ、湖泊的碎屑沉积速度比海盆要快Ⅱ、湖水波 浪的影响范围要小Ⅲ、湖泊对气候因素的影响反应较快 2)湖泊沉积体系的沉积亚相分类Ⅰ 湖三角洲:三角洲平原(顶积层),三角洲前缘(前积层),前三角洲(底积层)Ⅱ扇三角 洲:砂砾混杂,粘土含量高,成熟度低,下倾方向为浊积物.Ⅲ滨岸沉积:多以砂岩、粉砂岩 为主,陡岸前也可形成砾岩。碎屑颗粒分选、磨圆中等,交错层理发育,多为小型,有透镜 状及不规则水平层理,多见各种层面构造(如泥裂、雨痕、虫迹、冲迹等),与岸线平行可 见壳屑层沉积。Ⅳ浅湖沉积:生物繁盛,湖泊沉积中浅湖沉积较多,保存有较好的生物化石。

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Ⅴ深湖沉积:沉积物由于还原环境而呈黑或深灰色,大部分为致密均质泥岩,多为细薄水平 层理,有时有明显的季节纹理,无底栖生物化石,多浮游生物化石。Ⅵ重力流或浊流沉积: 其又可分为碎屑流沉积,高密度流沉积,低密度流沉积。3)湖泊沉积体系与能源资源形成、 3 湖泊沉积体系与能源资源形成、 聚集的关系湖泊沉积体系与成煤作用的形成和发育具有非常密切的关系。 通常湖泊沉积体系 聚集的关系 中湖泊三角洲地带和滨湖地带都是成煤的良好场所。例如我国云南东部地区若干褐煤盆地, 由于新生代第三纪时有利的构造环境及气候条件, 在山间湖泊沉积体系的环境下, 形成了如 先锋、昭通、小龙潭等厚、巨厚的褐煤层。油页岩的形成与聚集与湖泊沉积体系有密切的关 系。油页岩主要为还原环境的静水沉积,大多形成于大型的内陆湖盆中。四、三角洲沉积体 四 系由于河流作用沉积在水体(海、湖)中的陆上和水下连续的沉积体,称为三角洲。三角洲 沉积体系的类型及其沉积亚相特征Ⅰ河控三角洲沉积体系及沉积特征:是由三角洲平原沉 积、三角洲前缘沉积、前三角洲沉积以及三角洲朵体之间的三角洲间湾沉积构成.三角洲平 原沉积是三角洲陆上低平的地带, 主要是由活动的河道和废弃的河道, 以及河道两侧的天然 堤、决口扇和泛滥盆地等沉积组成。三角洲前缘沉积是三角洲沉积体系的水下部分,分布于 三角洲平原的向海一侧。 它是河流与海洋作用最活动的地带, 在三角洲沉积体系中沉积速度 最快。由于海水波浪的筛选,沉积的砂质最纯,含重矿物最多。前三角洲沉积主要由暗色含 有机质的泥质组成,具水平层理,它是三角洲体系中最均匀且分布最广泛的沉积。三角洲间 湾沉积是大型三角洲朵体间微咸水或近正常海水环境下的沉积。 沉积物以泥质为主, 可夹有 石灰岩层或透镜体, 含海相或微咸水化石。 Ⅱ浪控三角洲沉积体系和沉积特征①水下分流河 道不发育②海滩脊的加积作用③河口沙坝的进积作用.Ⅲ潮控三角洲沉积体系及其特征:河 流流入强潮汐环境的海域,潮汐作用对三角洲的形成发挥了重要控制作用。沉积特征:①分 流河道呈顺直河道②砂体具有海成的沉积构造,双相平面结构③ 三角洲平原受潮汐作用的 影响.三角洲沉积体系与能源资源形成、聚集的关系在各种类型的三角洲沉积体系中,以河 三角洲沉积体系与能源资源形成、聚集的关系 三角洲沉积体系与能源资源形成 流作用为主的三角洲沉积体系往往为成煤提供了更有利的条件; 在不断推进的三角洲平原及 三角洲前缘滨岸地带,都是泥潭沼泽发育的良好场所;在三角洲朵叶废弃之后,低平的地势 也成为良好的成煤场所。地域辽阔的三角洲环境是河、海、湖交汇的地带,气候潮湿,生物 的繁衍速度是极快的,由于沉积物源的丰盛、海岸线和构造沉降环境的持续,就为古代油气 的形成、聚集提供了良好的储集场所。五、障壁海岸沉积体系多为海岸伸展的砂体,起着防 五 障壁海岸沉积体系 止海水直接内侵的障壁作用。由波浪建造起来的砂质沉积。障壁岛沉积体系沉积亚相组成: 临滨、海滩、风成沙丘、冲越扇沉积等亦称障壁复合体。障壁岛沉积体系对能源资源形成 障壁岛沉积体系对能源资源形成 的影响: 的影响:障壁岛沼泽化形成的煤层,其长轴平行于沉积走向,即平行障壁岛砂体延伸方向,

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煤层分布较广泛,但由于成煤前的古地形及周期或成煤后期潮道的影响,厚度变化较大,煤 层硫分含量较高。障壁岛后成煤模式,障壁岛间成煤模式。六、缓坡碳酸盐岩沉积体系.缓 六 缓坡碳酸盐岩沉积体系. 坡碳酸盐岩沉积体系指从滨海波浪作用的浅水地带到逐渐过渡为低能的深水环境, 沉积表面 极缓,几乎近水平,不存在明显坡折的碳酸盐沉积体系。缓坡碳酸盐沉积体系沉积亚相及其 特征Ⅰ内坡相:位于上临滨和正常浪基面之间的缓坡沉积作用带。 主要特点为泻湖潮滩沉积、 高能浅滩和障壁岛沉积。Ⅱ中坡相:位于正常浪基面至风暴浪基面之间的缓坡沉积作用带。 主要特点为递变层理风暴岩、丘状交错层理碳酸盐。Ⅲ外坡相:位于风暴浪基面以下的缓坡 地带。主要特点为深水泥质沉积与纹层状灰岩的互层。Ⅳ盆地相:位于大陆架明显坡折处前 面的浅水地带。 主要特点具生物扰动构造的钙质泥岩。 缓坡碳酸盐岩沉积体系与能源资源矿 产的聚集关系:与成煤有关的这种沉积体系不同的相带大多是互相过渡的、渐变的。油气运 : 油气运 移的驱动力油气作为一种流体已具备发生运移的条件, 但如果没有外力的作用, 油气也是不 移的驱动力 可能发生运移的。油气运移的主要驱动力有以下几种。(1)构造运动力所产生的应力,不 仅可以改变地壳岩石的各种形变和质变,而且可以使处于应力场内的流体发生运移。此外, 构造运动使不同地区发生隆升和沉降, 时岩层发生断裂和褶皱, 改变了原有的构造格局和应 力分布。岩层的抬升、倾斜可以使静水压头发生变化,改变地下流体的压力,改变地下流体 的压力。岩层的断裂,出现了局部的应力释放所形成的低压区,这就会增大压力梯度,加速 流体流动,进一步促使油气运移。(2)水动力作用是指地下水流动时对油气的携带作用。 主要包括在生油层内由于某种原因使水从生油层内被排出所发生的携带作用, 此外, 还有沿 空隙介质流动所发生的携带作用。 只要当含水地区存在着压力差, 在开启的孔隙介质层内水 就会发生流动,从而在水的流动过程中,油气以不同状态发生运移。(3)浮力。油,气, 水的密度是各不相同的,当三者同居于储集层内时,天然气居上,油居中部,水位于下部, 这种垂向上的分异主要是由于浮力的作用。 浮力的方向是垂直向上的, 所以当储集层为水平 时, 浮力只能把油气推向不受渗透层封挡的储集层的顶面, 而不能使油气发生侧向的位移 (4) 毛细管力当油, 水同时放于储集层的孔隙内时, 由于油水对于岩石的湿润程度不同在油水曲 界面上产生一个压力差此压力差习惯上称之为毛细管力 (5)地精压力 地精压力是在沉积 岩系中,上覆沉积物的重量对下伏沉积物的静压力。当沉积盆地基底不断沉降,上覆沉积物 不断增加,就使得这种静压力越来越大,下伏沉积物在这种压力作用下,固结成岩(6)热 动力 地壳的沉降,使埋深不断增加,地温就会不断增高。地温的升高一方面直接增加油

气的热动力条件,提高流体的活动性,促使油气运移。另一方面还可以引起周边的介质条件 发生变化,由热能转化为压力。引起油气的运移。生长断层识别标志:1 断层面呈铲状,上 生长断层识别标志: 生长断层识别标志

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陡下缓,向盆地方向倾斜 2 断距随深度的加深而增加,两盘岩、煤层不等距错位 3 断层两盘 岩性、层厚、间距和煤层结构等显著不同 4 一般不具断层破碎带,有时沿裂面有后期充填物 5 常集中发育于一定的充填层序, 具有一定的层控特性 6 断层或断层带延伸方向与沉积方向 或岸线方向相平行。同沉积隆起识别标志:沉积物厚度向同沉积隆起脊部显著变薄;积间断 同沉积隆起识别标志: 同沉积隆起识别标志 面频繁;沉积超覆现象明显;沉积剖面旋回结构不对称;沉积超覆现象明显,沉积剖面旋回 结构不对称;岩性岩相发生明显变化;煤层底板根土岩比较发育。次级同沉积褶皱 :同沉 次级同沉积褶皱 积背斜:1 滚动背斜:与同沉积正断层相伴生 2 继承背斜:与基底断隆相对应 3 挤压背斜: 积背斜: 是区域挤压或扭动作用的产物。同沉积基底断裂 指盆地形成演化过程中新生的或同期再活 同沉积基底断裂 化的基底断裂及其延续断裂。同沉积基底断裂识别标志如下:(l) 盆缘断裂内侧有粗碎屑 同沉积基底断裂识别标志如下: 同沉积基底断裂识别标志如下 冲积扇带(2) 同沉积断裂两侧岩性岩相和层段厚度差异显著(3) 碎屑岩楔或煤层向同一方 向变薄尖灭或分岔、合并(4) 同沉积断裂两侧的地层层序不对应。(5)古流体系流向和样式 的急剧改(6)各层段断距不等,自下而上断距逐渐减小,直至消失。煤反射率定义:煤抛光 煤反射率定义: 煤反射率定义 表面反射光强度与入射光强度的百分比。反射率的地质意义:判断源岩成熟度或煤级,判断 反射率的地质意义: 反射率的地质意义 地质构造, 判断变质作用方式, 判断煤化作用方式, 恢复构造运动, 判断煤质资料的正确性 。 QM0.65~0.90 HM2<0.50 、CY0.50~0.65 、QM0.65~0.90 、FM0.90~1.20 、JM1.20~1.70 、SM1.70~2.00 PM2.00~2.50、 2.50~4.0、 PM2.00~2.50、WY3 2.50~4.0、WY24.0~6.0 、WY16.0~11.0


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