中低煤级煤有机地球化学特征及其对生物气生成的影响

发布时间：2017-09-19 04:04

  本文关键词：中低煤级煤有机地球化学特征及其对生物气生成的影响

  更多相关文章： 中低煤级 龙口褐煤 淮南肥煤 有机地球化学特征 生物气生成

【摘要】：阐明煤对煤层生物气生成的影响及机理,是深入理解煤层生物气形成过程和创新煤层气资源评价方法的重要理论基础。为此,论文选用龙口煤田褐煤和淮南煤田肥煤为研究对象,利用现代测试技术方法,在分析其基本煤质特征基础上,研究其有机地球化学特征,然后进行生物气生成模拟实验。通过对比分析模拟实验中生物气生成量、生气速率及气体组分特点,研究中低煤级煤有机地球化学特征对生物气生成的影响。龙口褐煤为高水分、高挥发分、特低灰分的特低硫煤,淮南肥煤为高挥发分、低灰分的特低硫煤;所有煤样煤岩显微组分均以镜质组为主,其中无结构镜质体含量最高,壳质组以孢粉体和沥青质体为主,无机显微组分主要为粘土矿物和黄铁矿。煤样的氯仿沥青“A”含量均大于2.0%,属于好的气源岩,其中龙口褐煤有机质丰度高于淮南肥煤。龙口褐煤的“A”中非烃含量最高,有机质成熟度较低;饱和烃中正构烷烃为单峰型分布特征,主峰碳数为C_(31),碳数分布范围宽;干酪根富含较多的H和O,碳同位素较轻,表明龙口煤田煤样有机质类型属于腐泥腐殖型。淮南肥煤的“A”中沥青含量最高,饱和烃含量最低,表明淮南煤的成熟度较高,P1和XJ的正构烷烃为单峰型分布特征,主峰碳为C_(25),P3和ZJ为双峰型特征,前峰为C_(25),后峰为C_(31);干酪根富含较多的C,碳同位素较重,表明淮南煤田煤样有机质类型属于腐殖型。90天的生物气生成模拟实验结果显示,中低煤级煤生物气生成过程分为3个阶段,第一个阶段是生气速率迅速上升期,生气量较多;第二阶段是生气速率平稳下降期,生气累积量平缓增长;第三阶段为生气速率趋于稳定期,生气量较少。但中、低煤级煤的最高生气速率出现时间有所差异,龙口褐煤生气速率在30天达到最大,淮南肥煤在20天达到最大。气体组分以CH_4和CO_2为主,其中部分含有少量的重烃,气体为特干气,符合生物气的特点。CH_4含量随时间延长呈现上升趋势,而CO_2的含量与之相反,指示模拟实验后期代谢类型以乙酸发酵为主,也有部分CO_2还原参与。高有机质丰度、低有机质成熟度、混合有机质类型的有机地球化学特征有利于生物气生成,表现为生气速率高,生气量大;煤中灰分物质对生气速率有影响,其中黄铁矿和粘土矿物作用显著,可以提高生物活性,加快生气速率;煤有机质中含有较多的小分子侧链,且有机质分子的异构化水平较高时,有利于生物降解。
【关键词】：中低煤级 龙口褐煤 淮南肥煤 有机地球化学特征 生物气生成
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P618.13
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 1 绪论18-35
• 1.1 选题目的及意义18-19
• 1.2 国内外研究现状19-31
• 1.3 问题提出31
• 1.4 研究方案31-33
• 1.5 论文工作量33-35
• 2 研究区地质背景35-41
• 2.1 龙口煤田35-37
• 2.2 淮南煤田37-41
• 3 中低煤级煤有机地球化学特征41-52
• 3.1 煤样采集和实验分析41-42
• 3.2 煤样煤质特征分析42-45
• 3.3 煤有机质丰度45
• 3.4 煤有机质类型和演化程度45-50
• 3.5 小结50-52
• 4 生物气生成模拟实验52-67
• 4.1 实验方法与技术路线52-55
• 4.2 煤模拟生物气生成过程及气体组分特征55-65
• 4.3 小结65-67
• 5 煤有机地球化学特征对生物气生成的影响67-86
• 5.1 对生气量的影响特征67-74
• 5.2 对生气速率的影响特征74-82
• 5.3 对气体组分的影响特征82-84
• 5.4 小结84-86
• 6 结论与展望86-89
• 6.1 研究成果86-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-98
• 作者简历98-100
• 学位论文数据集100

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