煤炭的比重是多少?
一般分为如下三种:
1.堆比重,块状燃料的重量与其堆积体积相等的水重量之比称为堆比重。
2.假比重,也被称为视比重,就是煤料块的重置与料块的实际体积相等的水的重量之比,称为假比重。
3.真比重,是试料重量与其致密物料,除去内部及外部空隙与同体积水重量之比为真比重。
煤的比重大小与其生成年代有关,年轻的煤比重小,年老的无烟煤比重就大_粒度在15~100毫米之间的无烟块煤,其堆比重为0.90-1.10,假比重为1.59、真比重为1.67,焦炭的假比重为1.05~1.30、真比重为1.8-2.0。
比重也称相对密度,固体或液体的比重是该物质(完全密实状态)的密度与在标准大气压,与3.98℃时纯H2O下的密度(999.972 kg/m3)的比值。气体的比重是指该气体的密度与标准状况下空气密度的比值。液体或固体的比重说明了它们在另一种流体中是下沉还是漂浮。
比重是无量纲量,即比重是无单位的值,一般情形下随温度、压力而变。比重简写为s.g.
密度是有量纲的量,比重是无量纲的量。
①物质干燥完全密实的重量和4℃时同体积纯水的重量的比值,叫做该物质的比重。
②一种事物在整体中所占的分量:我国工业在整个国民经济中的~逐年增长。
补充:中国在有些书籍中,把单位体积内所含物质的重量也译成比重。它大体也能指示物体在水中的沉或浮,通称它为单位体积重量,可用符号ω表示。ω和s.g.有所不同。ω和密度ρ之间的关系为ω=ρg,式中g为该地的重力加速度。g 随地区和高度不同而变化,所以ω也随着变化。
地质
地质上矿物的重量与4℃时相同体积的水的重量比,称为矿物的比重。矿物的化学成分中若含有原子量大的元素或者矿物的内部结构中原子或离子堆积比较紧密则比重较大;反之比重较小。大多数矿物比重介于2.5-4之间;一些重金属矿物常在5-8之间;极少数矿物(如铂族矿物)可达到23.
石油
比重是指美国石油学会比重或API重力,是比较液体石油与水熟轻熟重的量度数据。如果液体石油的API重力大于10时,它比水轻并漂浮在水上,如果低于10,它是较重。因此,API比重可视为液体石油和水的密度的相对密度。它亦可用于比较不同液体石油的相对密度。例如,如果一种液体石油浮于另一种石油之上,表示其密度较低,其具较高API。
1.水份: 是煤中无用成分,同时还影响煤的发热量和可磨性。因此,无论是对炼焦用煤或对蒸汽用煤来讲,它都是一个重要的指标。对于用户来讲,具有实际意义的是应用基水份,既从洗煤厂运到工厂时的煤炭所含有的水份。关于煤的水份含量的极限,还没有统一的限制。水份的大小随当地条件和运输距离而定。对于外销煤炭,装船时允许的水份一般为6-8%。由于水份就炼焦煤来说是无效的,它还需热量使其蒸发,同时还会降低炼焦炉装煤容量,因此越低越好。某些新型炼焦炉在装煤前进行预热,虽然增高了费用,但能显著地提高生产率。另一方面,如果煤太干时。也会产生问题;尤其是在风大的地区,装卸时煤粉会污染环境。
2.挥发分:可燃基挥发分几乎是世界各国用来进行煤炭分类的指标之一。一般认为挥发分低于14%的煤将不能炼焦,或只能炼出质量差的焦炭;如果太高,也不能炼焦。虽然没有固定的界限,但38%被认为是上限,也有把上限定到43%。通常认为15-31%的煤炭属于很好的炼焦煤;美国有一种炼焦炉要求最理想的挥发分是28-30%。由于符合理想的单个煤炭的数量有限,因此,不得不采用把几种不同的煤炭搀和起来,以炼成最理想的焦炭。
3.固定碳: 是美国作煤炭分级的一个普通指标。由于固定碳是全部真正的碳,其含量的多少,对于焦炭是很重要的。适于炼焦的煤炭,固定碳限于69-78%。
4.元素分析:随煤阶的增加,即煤化程度的加深,碳含量逐渐增加,氧含量逐渐减少。褐煤和较低品级的烟煤,氢含量稳定在大约5%左右;较高品级的烟煤和无烟煤氢含量降至3-4%。氢含量随煤阶的增加而减少,是与挥发分减少有关。烟煤的氮含量最高,大约是1.7%;较低煤阶和较高煤阶的氮含量要低一些。碳是煤中最重要的元素,完全是碳含量提高了焦炭的价值。但高氧煤则只能炼出质量较次的焦炭。
5.硫分: 由于硫能进入焦炭而危害金属的质量,以及随煤炭燃烧时会进入大气,污染环境。因此,无论是冶金用煤,还是蒸汽用煤,都需要给以极大重视的一个指标。炼焦时,煤中的硫含量大约有80-85%进入焦炭,比灰分更有害于高炉。为了使硫不进入铁中,让其随炉渣排除,这样就会增加炉渣量,也就是需要消耗更多的焦炭,根据某些计算,焦炭中硫含量从1.0%增加到1.5%,要多消耗焦炭15%。
用作炼焦煤的硫分,其上限一般在1.0%。不过,某些硫分稍高的煤炭,如果是用来与低硫煤搀和炼焦时,其平均硫含量不超过1%的话,也是可用的。有文章指出,如果煤炭经洗选后不能把硫降到1.5%以下,就不适合于作为炼焦煤掺合使用。
至于蒸汽用煤的硫分,在国际煤炭市场上,主要视当地的环境保护法而定。如有的地区把它限制在1%。此外,有的用户还从锅炉的结污观点去关心煤中硫含量。
为了评价煤中的硫含量,有必要测定各形态硫。煤中硫的赋存形态主要有硫酸盐硫、硫化铁硫和有机硫。硫酸盐硫的正常数值应是很小的,一般不大于0.1%,超过时则很可能是煤已受了氧化。硫化物硫主要是黄铁矿和白铁矿,它们一般呈细粒状、结核状赋存。把煤经过破碎、研磨,再进行洗选,这部分硫有一半以上可以除去。有机硫是碳氢化合物结构中的一部分,只能用代价高昂的溶剂才能分离出去,一般只能随燃烧过程挥发。因此,在估计将来洗煤硫的可能含量时,可以用硫化物硫的一半加有机硫。然后经可选性试验,就会得到更准确的资料。
6.磷:对于炼焦煤,磷是有害成分,弄清其含量是非常重要的。由于高炉炉料中所有的磷可以还原进入铁水。因此,铁水中的磷含量 取决于耗焦率、灰分和矿石。煤灰中磷含量通常是很低的。对于耗焦率为900磅、灰分为7%的焦炭,最大允许限度是焦炭灰分中的磷含量为0.09%,呈现在铁水中的磷含量是0.073%,这是大多数钢铁厂多半会接受的平均水平。由于焦炭灰分大多高于7%,因此,对煤中磷含量最好安全极限应是0.05-0.06%。
7.氯:对炼焦和蒸汽用煤都是有害元素(腐蚀管道和炉壁)。因此对各种煤中的氯含量测定值应予以重视。大多数煤中的氯含量是很低的,一般低于0.1%。虽然还没有一个上限,但对于任何氯含量较高的煤炭,应认为是可疑的。
8.可磨性:一般来说,现代煤炭生产的最终产品的尺寸是很小的。这是由于:(1)煤炭利用方面,要求越来越多的粉煤。例如:产生蒸汽的锅炉,装煤时是以强大的压力把粉煤喷入燃炉内;冶金高炉喷吹煤粉;近年来开始发展的煤炭管道运输,要求把煤炭研磨成粉煤后,才能在管道中以煤浆送走。(2)通过研磨可以把与矿物杂质分离出一部分,然后经过洗选,降低灰分、硫分等有害杂质,以减少运输费用和提高煤炭的利用效率。(3)可以使不同的煤炭,例如采自同一矿井(矿区)的不同煤层的煤炭,经研磨和洗选后,按要求进行搀和,可以获得不同级别的煤炭产品,供不同目的的用户使用,以达到煤炭最佳的利用效果。
在设计和改进制粉系统、估计磨煤机的产量和耗电率时,都需用到煤的可磨性。因此,煤的可磨性是评价煤炭工艺性能的重要的控制性参数之一。
美国测定煤的可磨性采用哈德葛罗夫法。它是以一种易磨碎的烟煤为标准,把它的可磨性定为100,以此作为标准,来对其它被测定的煤样的相对可磨性或破碎的难易程度。
可磨性指数越大,表明该煤软,越容易被破碎。一般要求哈德葛罗夫可磨性指数大于50。一般情况下,大多数烟煤的可磨性指数最大,褐煤和无烟煤较小。
煤的水份含量和杂质可以影响可磨性指数。
由于煤炭—特别是煤阶较低的次烟煤和褐煤—受内在水份的影响,因此在报告可磨性指数时要报告水份含量。未经干燥的高水份煤炭,会引起研磨时的困难;烘干的煤对于研磨当然是理想的,但这难免要增加费用。
各煤层以及采自同一煤层的不同样品,可磨性指数会有很大的变化,这是由于一般存在于煤中的杂质引起的。
哈德葛罗夫可磨性指数是在理想的煤炭破碎和煤粒分级的假设条件下进行的,它仅仅代表了那些取了煤样或粒级样品的测定结果。煤炭是非均质体,是以显著的易变性为其特征。这样一旦判断错了,对将来的生产必然会引起严重影响。虽然存在这个问题,但在不久的将来,还没有切实可行的方法来替代。
9.筛分试验:是洗煤厂设计所需考虑的问题,在焦炭生产中也是很重要的。因此,不仅要求在生产煤矿、采样工程中采取煤层大样进行试验,还要求用6英寸或8英寸直径的钻孔中取样进行这种试验。
大多数炼焦煤用户愿意接到小于35-50毫米的煤炭。有些购煤合同把小于0.5毫米物料的数量限制在20-25%。进入炼焦炉的粒级,一般在进炉前,把煤破碎到通过3.3毫米(1/8英寸)的煤级达90%。
10.煤的可选性: 经过筛分后的各粒级煤样,再进行浮沉试验,以了解煤的可洗性。为洗煤厂设计提供选煤方法、工艺流程和选用设备等方面的技术数据。
煤炭经过洗选,除了在前面“可磨性”一项中已叙述的可以降低有害组分、减少运输量、提高热能利用之外,还可以:(1)从其它被认为是蒸汽用煤或非炼焦用煤中,获得一些炼焦煤。在国际煤炭市场,炼焦煤的价格比非炼焦煤要高的多。同时还可以充分发挥煤炭资源的潜力,尤其对缺乏炼焦煤资源的地区,更具有实际意义。因此,对于接近炼焦煤的非炼焦煤煤种,有必要进行自由膨胀序数、基氏塑性计等结焦性试验。(2)由于对各比重级的灰分、硫分、发热量进行了测定,如果再配以结焦性试验和煤岩分析资料,就有可能计算出两种或多种煤炭搀和后所能炼出最理想焦炭的最佳百分比。(3)对于多煤层的矿井(或矿区),根据洗选资料可以计算出:进行怎样的搀和,才能使各类煤炭的强弱性达到平衡。以满足市场需要,并获得最大的经济效益。(4)可以供应或销售多种煤炭产品。特别是可以计算出优质产品所占的百分比。此外,目前采用较大马力的设备,这些设备具有切割所碰到的任何物料的能力。它所切割下来的物料,既是较小尺寸的产物,又混杂有非可燃的物料。这样也就增加了洗选的必要性。
11.灰分及煤灰性质:煤中的灰分是有害成分。主要的害处就是增加了运输量和炉渣量。为了减轻运输量,现在国际上一般都是经过洗选后才运出。
煤灰性质是指煤灰成分、煤灰熔融温度和煤灰粘度。煤灰成分是以化学分析方法了解其化学性质,煤灰的熔融温度和煤灰粘度是测定煤灰的物理性质,煤灰的化学成分又影响着煤灰的物理性质。
美国在使用煤炭产生蒸汽方面,特别注意通过释放更多热量的方法来提高热效率的利用。这样就产生了极为严重的结渣和结污方面的问题,并导致了对煤炭性质的较为详细的研究。
煤灰在炉中燃烧时的状况,对于蒸汽锅炉的设计、选型、效率和决定技术参数方面有着非常重要的关系。实用的锅炉是使用特地的煤炭设计的,也就是说,煤炭的物理性质和化学性质要附和特地的范围。这样锅炉制造厂就能根据煤灰特性来改进锅炉的设计。这样,在签订购销合同时,煤灰特性是合同的内容之一。同时,这种合同期限一般是30年左右,以保证设备的服务年限,然后再挑选新的设备和煤源。
煤灰在炉中的燃烧状态,取决于化学组分。根据煤灰的化学成分可以计算出结渣指数(slagging index)和结污指数.
股市指数的含义是,就是由证券交易所或金融服务机构编制的、表明股票行市变动的一种供参考的数字。
通过指数,我们可以直观地看到当前各个股票市场的涨跌情况。
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一、国内常见的指数有哪些?
根据股票指数的编制方法和性质来进行分类,股票指数基本上被分成这五个类别:规模指数、行业指数、主题指数、风格指数和策略指数。
在这当中,规模指数是最经常见到的,举例说明,好比我们都懂的“沪深300”指数,它说明的是在沪深市场中交易活跃,且代表性和流动性都很好的300家大型企业股票的整体情况。
再比如,“上证50 ”指数从本质来说也是规模指数,也就是说其意味着上海证券市场代表性好、规模大、流动性好的50只股票的整体情况。
行业指数代表则是某个行业的整体情况。好比“沪深300医药”就是一个行业指数,由沪深300中的几只医药行业股票组成,这也是反映了该行业公司股票的一个整体的表现究竟如何。
某一主题的整体情况是用主题指数作为代表的,就好比人工智能、新能源汽车这些方面,那么相关指数有“科技龙头”、“新能源车”等。
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二、股票指数有什么用?
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一般一精煤是6000大卡左右。二精煤是4500-5500大卡左右。尾煤是3000-4500大卡左右。
一号精煤和二号精煤是以灰分的高低来划分的,一号精煤灰分在7-8%之间,二号精煤在8-9%之间,精煤的存放时间不应过长,否则会氧化降低粘结性,储存时间在夏季最好三个月,冬季半年。
煤的氧化跟环境有关,如果储存得当,块煤不会氧化成沫的,氧化只发生在与空气接触的部分,进行煤堆采样时会剥离外层的。
二精煤定义不准确,准确地说是半精半煨煤,它的属性是介于精煤和煨煤之间。没有二精煤,而是精煨煤。一精煤的灰份、硫含量比较低,杂质少,纯度较高,质地较硬。二精煤的灰份、硫含量较高,杂质大,热质低,结构松软。
扩展资料:
煤其主要成分为碳、氢、氧和少量的氮、硫或其它元素。硫是煤最主要杂质之一,其通常以硫化物之形式出现于煤的燃烧生成物中。于某些国家,例如美国已设立规范管制硫化物之排放量,因除去此类有害杂质花费不低,故政府均奖励生产低硫煤以减少污染。
煤被认为是远古植物遗骸埋在地层下经过泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤的转变所形成的,无烟煤还可以进一步转化为石墨。
按终端用途,一般生产的煤炭可分为两种:焦煤与电煤,均属于广义范围的烟煤与次烟煤。焦煤与电煤市场的经营彼此相对独立。
参考资料来源:百度百科-煤
参考资料来源:百度百科-精煤
参考资料来源:百度百科-尾煤
这个环境时间长了有一部分可燃物叫煤的挥发份的东西容易损失掉,从而降低煤的发热量。
单纯就放在天井由下雨引起的损失要看煤中的含水量是多少,有一种叫水煤气效应的理论,就此论煤含有一定量的水对煤的燃烧是有一定好处的,但这部份水是靠煤燃烧发出的热量蒸发掉,要消耗煤的一部分热量,所以水的含量太大不是件好事,说俗话费煤。
用途
煤炭作为熔炉的燃料,是一种很有效率的物品,一个煤炭可以冶炼8个单位的物品。煤炭的另一个重要功能为制造火把,这是地底探索不可或缺的物品,虽然游戏中有其他的永久照明来源,但没有一种像火把如此容易取得且方便性高。
煤矿石可以在主世界里高度小于132的地方找到,而且常常出现于裸露的石头上。它是最丰富的矿物资源,每个矿脉都能挖到1-40个煤矿甚至更多。
固定碳含量是指去除水分、灰分和挥发分之后的残留物,它是确定煤炭用途的重要指标。从100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即为煤的固定碳含量。根据使用的计算挥发分的基准,可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。
发热量(Q)
发热量是指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量,主要分为高位发热量和低位发热量。煤的高位发热量减去水的汽化热即是低位发热量。发热量的国标单位为百万焦耳/千克(MJ/KG)常用单位大卡/千克,换算关系为:1MJ/KG=239.14Kcal/kg1J=0.239cal1cal=4.18J。如发热量5500Kcal/kg,5500Kcal /kg=5500/239.14=23MJ/kg。
胶质层最大厚度(Y)
烟煤在加热到一定温度后,所形成的胶质层最大厚度是烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、下层面差的最大值。它是煤炭分类的重要标准之一。动力煤胶质层厚度大,容易结焦;冶炼精煤对胶质层厚度有明确要求。
粘结指数(G)
在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力,它是煤炭分类的重要标准之一,是冶炼精煤的重要指标。粘结指数越高,结焦性越强。
煤灰灰熔融性温度(灰熔点)
在规定条件下得到的随加热温度而变化的煤灰熔融性变形温度(DT)、软化温度(ST)、常用软化温度(ST)来表示。灰熔融性温度越高,煤灰不容易结渣。因锅炉设计不同,对灰熔融性温度要求也不一样。煤灰熔融性温度的高低,直接关系到煤作为燃料和汽化原料的性能,煤灰熔融性温度低,煤灰容易结渣,增加了排渣的难度,尤其是固态排渣的锅炉和移动床的汽化炉,煤灰熔融性温度要求较高。
哈氏可磨指数(HGI)
哈氏可磨指数是反应煤的可磨性的重要指标。煤的可磨性是指一定量的煤在消耗相同的能量下,磨碎成粉的难易程度。可磨指数越大,煤越容易磨碎成粉。在发电煤粉锅炉和高炉喷吹用煤中,可磨指数是质量评价的一个重要指标。
焦渣特征(CRC)
煤炭热分解以后剩余物质的形状。根据不同形状分为8个序号,其序号即为焦渣特征代号。
1---粉状。全部是粉末,没有相互粘着的颗粒。
2---粘着。用手指轻碰即成粉末或基本上是粉末,其中较大的团块一碰既成粉末。
3---弱粘性。用手指轻压既成小块。
4---不熔融粘结。用手指用力压才裂成小块,焦渣上表面无光泽,下表面稍有银白色光泽。
5---不膨胀熔融粘结。焦渣形成扁平的块,颗粒的界限不易分清,焦渣上表面有明显的银白色金属光泽,下表面银白色光泽更明显。
6---微膨胀熔融粘结。用手指压不碎,焦渣的上下表面均有银白色金属光泽,但焦渣表面具有较小的膨胀泡。
7---膨胀熔融粘结。焦渣的上下表面均有银白色金属光泽,明显膨胀,但高度不超过15mm。
8---强膨胀熔融粘结。焦渣的上下表面均有银白色金属光泽,焦渣高度大于15mm。
好多煤炭网站都有,可以自己去看看。
1、神东基地
神东基地位于陕西以北榆林地区、内蒙古东部东胜地区,以神府煤田、东胜煤田为主。神府煤田探明储量1349.4亿吨,东胜煤田探明储量2236亿吨。占全国煤炭探明储量约1/4。煤种以弱粘煤、不粘煤、长焰煤为主,气煤、瘦煤次之,焦煤、无烟煤较少,主要用于电力、化工、冶金。神东基地以神华集团、伊泰集团和陕西煤业化工等大型煤炭企业为主体开发。
评价:神东基地是我国已探明储量最大的整装煤田。神东基地地质构造、水文地质条件简单,煤层赋存稳定,开采条件较为优越,适合大规模机械化开采。煤质具有低灰、低硫、高发热量的特点,是我国主要的优质动力煤调出基地之一。
2、晋北基地
晋北基地位于山西北部太原以北地区,行政区划上涵盖大同、朔州、忻州、吕梁等地区。以大同煤田、宁武煤田和河东煤田北部等三大煤田为主。其中位于大同煤田的大同矿区探明储量386.43亿吨,位于宁武煤田北部的平朔矿区探明储量167.3亿吨。大同煤田主要生产弱粘煤,以中灰、低硫、特高发热量煤为主,同煤集团为开发主体;宁武煤田位于朔州地区,以气煤为主,由同煤集团、中煤集团主要开发。河东煤田煤种以气煤、焦煤、瘦煤为主,由山西焦煤集团负责开采。
评价:晋北基地主要生产低灰~中灰、低硫、特高热量动力煤,是我国最大的动力煤调出基地之一。除朔南地区煤层埋藏较深外,基地大部分地区煤层深度较浅,赋存较为稳定,开采条件较好。
3、晋中基地
晋中基地位于山西省中部太原市、吕梁市、临汾市,以西山煤田、河东煤田南部、沁水煤田西北部等几大煤田为主。煤炭可采储量约192亿吨。该基地主要以焦煤、肥煤、瘦煤等炼焦用煤为主。所产炼焦煤为低灰~中灰、低~中高挥发分、低~中高硫、特高发热量。该基地主要由山西焦煤集团、中国中煤集团负责开采。
评价:晋中基地是我国最大的炼焦煤生产基地,焦煤、肥煤、瘦煤资源储量分别占全国的35%、40%、70%,煤质优良,地质构造简单,开采条件相对较好。
4、晋东基地
晋东基地位于山西省东南部,包括阳泉、长治、晋城等。由晋城、潞安、阳泉等矿区组成。该基地主要以低灰、低硫、高发热量的优质无烟煤和中灰、中~富硫、高发热量无烟煤为主。主要由阳泉煤业、潞安集团、晋城无烟煤矿业等集团公司为开发主体。
评价:晋东基地是我国最大、最优质的无烟煤生产基地,各矿区地质构造、水文条件总体简单,开采条件相对较好。
5、陕北煤炭基地
陕北煤炭基地位于陕西北部地区,主要包括陕北侏罗纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田、陕北石炭三叠纪煤田、黄陇侏罗纪煤田、渭北石炭二叠纪煤田。煤种以特低灰、特低硫、中高发热量不粘煤及长焰煤为主。以神华集团、陕西煤业化工集团为主体开发。其中陕北石炭二叠纪煤田地质条件复杂,开采难度较大。
6、蒙东煤炭基地
蒙东基地主要包括内蒙古东部的呼伦贝尔市、赤峰市、锡林郭勒盟,主要包括内蒙古二连含煤区、海拉尔含煤区。探明储量为909.6亿吨。煤种以褐煤为主,优质炼焦煤、化工用无烟煤较少。
蒙东煤炭基地煤化程度相对较低,煤种以褐煤为主,发热量较低。但蒙东基地煤层埋藏浅,全国五大露天煤矿中,伊敏、霍林河、元宝山三大露天煤矿均处于蒙东地区。
7、两淮煤炭基地
两淮煤炭基地位于我国经济发达、缺煤的东部地区,主要包括淮南、淮北矿区,探明煤炭储量越300亿吨。淮南矿区以高挥发分的气煤为主,其他煤种较少,目前所产气煤主要用于动力用煤。淮北矿区主要煤种为气煤、焦煤、肥煤等,煤种较为齐全,所产煤炭主要用于炼焦。主要由淮南矿业、淮北矿业集团公司、国投新能源公司和皖北电力集团公司为开发主体。
该基地地质构造中等偏复杂,煤炭开采条件尚可。但该基地位于我国经济发达、煤炭资源稀缺的东部地区煤炭消费区,具有一定的销售区位优势。
8、云贵煤炭基地
云贵煤炭基地主要位于云南省、贵州省、四川省,包括贵州六盘水矿区、四川攀枝花矿区等。煤种以气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、和无烟煤为主,煤种较为齐全。该基地大型矿区较少,以数量众多、单井规模小的小煤矿为主。受成煤时代影响,该基地所产煤热量偏低、硫分较高,煤质较差。
9、冀中基地
冀中基地位于河北省邯郸市、邢台市、石家庄市、衡水市等,该基地煤种较为齐全,从低变质的褐煤和高变质的无烟煤均有分布。其中炼焦用气煤、肥煤等主要分布于邯郸煤田、开滦煤田,非炼焦用煤主要分布在蔚县煤田。邯郸煤田主要由冀中能源集团开采、开滦煤田主要由开滦集团负责开采。该地区由于开采历史较长,安全开采难度加大。
10、鲁西煤炭基地
鲁西煤炭基地位于山东中西部地区,包括淄博矿区、肥城矿区、兖州矿区、枣庄矿区。兖州、枣庄矿区以气煤为主。淄博矿区煤种较为复杂,包括贫煤、瘦兖、气煤、焦煤。兖州地区煤矿由兖矿集团主要开采,其他矿区由山东能源集团负责开采。
11、河南煤炭基地
河南煤炭基地主要分布在安阳、鹤壁、新乡、焦作、洛阳、郑州、平顶山等地区。包括鹤壁矿区、焦作矿区、郑州矿区、平顶山矿区等。该基地煤种较为齐全,主要为无烟煤、贫煤、焦煤、肥煤、瘦煤、长焰煤等,其中无烟煤储量最为丰富。其中,炼焦用煤主要产于平顶山、安阳、鹤壁等地区,无烟煤主要产自焦作、郑州和永城地区,动力煤主要产自郑州地区。目前平顶山矿区主要由平煤神马集团开采,其他矿区主要由河南能化集团开采。
12、宁东煤炭基地
宁东基地主要分布在宁夏东北部,包括石嘴山矿区、石炭井矿区、横城矿区、鸳鸯湖矿区等。煤种以低灰、低硫、高发热量不粘煤为主,是煤炭液化和电厂的优质原料。该基地主要由神华宁煤集团负责开采。
13、黄陇煤炭基地
黄陇煤炭基地与陕北煤炭基地毗邻,包括黄陵矿区、华亭矿区,探明储量约150亿吨。该基地以陕西煤业集团和华亭煤业集团为主要开采主体。
14、新疆煤炭基地
新疆煤炭资源猜测储量约2.2万亿吨,占全国猜测储量的40%,于2011年正式被中央列为重点发展的十四大煤炭基地之一。主要分布在准格尔地区、哈土-巴里坤地区、西山地区和塔里木北缘地区。主要煤种为不粘煤、弱粘煤等。
评价:该基地煤炭资源埋藏浅、赋存条件较好,地质水文条件简单,开采条件较为优越。但新疆地区远离内地市场,受交通运输的瓶颈限制,目前煤炭外运量较少。
总结:
总体来看,神东煤炭基地是我国煤炭探明储量、生产量最大的基地,该基地横跨陕西、内蒙省,以优质动力煤为主。山西省自北向南的三大煤炭基地煤质特优、开采条件相对良好,分别是我国最大的动力煤、焦煤、无烟煤调出基地。内蒙东北部地区煤炭埋藏浅、多露天煤矿,但煤质较差。安徽省内的两淮基地煤炭种类较为齐全、距离经济腹地近,但开采时间较长,煤炭资源持续开采能力差。河北、河南地区的冀中煤炭基地、河南煤炭基地也存在煤炭资源枯竭的趋势。宁夏、新疆地区煤炭种类丰富,但距离东部煤炭需求地较远,是我国能源西移战略的资源储备基地。位于云南、贵州的煤炭基地地质开采条件相对复杂,且煤炭含硫、含水高,煤质差。
杨焦生 王一兵 王宪花 陈艳鹏 王 勃
( 中石油廊坊分院 河北廊坊 065007)
摘 要: 长期导流能力评价实验可以反映油气藏条件下裂缝真实的导流能力,为压裂设计和施工提供可靠参考。运用 FCES -100 长期裂缝导流仪,测试了不同条件下煤岩水力裂缝的长期导流能力,并分析了嵌入、煤粉、胍胶液残渣及复杂裂缝等因素对导流能力的影响。测试结果表明,煤岩强度低,嵌入伤害严重,在较低的闭合应力 ( 15 MPa) 下就表现明显的伤害,而砂岩当闭合压力大于 25 MPa 时,嵌入伤害才比较明显煤粉为疏水性,易聚集堵塞裂缝,大大降低导流能力。为克服嵌入和煤粉的伤害,施工中可采取增加铺砂浓度、加大支撑剂粒径、加入分散剂悬浮煤粉等方法。胍胶压裂液由于破胶难,残渣对裂缝渗透率伤害高达70% ~80%,可使导流能力下降30% ~50%,应加强对超低温破胶技术的研究裂缝形态对导流能力也有很大的影响,复杂裂缝与单一裂缝相比,等效导流能力降低。研究成果对煤层压裂材料优选、现场施工控制及压后产能评价具有积极的指导意义。
关键词: 长期导流能力 煤粉 支撑剂 裂缝形态 压裂液残渣
基金项目: 国家 973 课题 “提高煤层气开采效率的储层改造基础研究”( 2009CB219607) 资助。
作者简介: 杨焦生,男,工程师,中国石油勘探开发研究院廊坊分院工作,从事煤层气开发及增产措施研究。地址: 河北省廊坊市万庄石油分院 44#信箱煤层气所,邮编: 065007电话: 13513014216。E mail: yangjiaosheng@ 126. com
Experimental Study and Influence Factors Analysis on Long- term Conductivity of Hydraulic Fractures in Coal Seams
YANG Jiaosheng WANG Yibing WANG Xianhua CHEN Yanpeng WANG Bo
( Langfang Branch,Research Institute of Petroleum Exploration and Development, PetroChina,Langfang 065007,China)
Abstract: The long-term conductivity of hydraulic fractures under different situation in medium-and high-rank coal bed are tested by using FCES-100 fracture long-term flow conductometer. The influence of proppant embed- ment,coal powder,guar gum residue and complex fractures to conductivity are also analyzed. Experiment results show that proppant embedment can cause seriously damage to conductivity for low-intensity of coalbed. Under low closure stress ( <15 MPa) ,the damage in coal seam displays obviously,however,for sand only when closure stress was higher than 25 MPa,the damage can be observed. Moreover,coal powder is hydrophobic and is in- clined to gather to chink fracture,decreasing conductivity sharply. Increasing the sand concentration,enlarging the proppant diameter and adding dispersant into the fracturing fluid appropriately can decrease the damage caused by proppant embedment and coal powder. According to test results,for gelout's difficulty,mass guar gum residue in hydraulic fracture can reduce permeability by 70-80% ,and conductivity decrease by 30-50% . So it is necessa- ry to strengthen the research on gelout technology under ultra-low temperature. Fracture morphology also plays an important role on the conductivity. Related to single fractures,complex fractures’equivalent conductivity is lower usually. This paper’ s outcomes are beneficial to fracturing materials optimization,field treatment controlling and productivity evaluation post fracturing.
Keywords: long-term conductivitycoal powderproppantfracture morphologyguar gum residue
煤储层渗透率很低,一般都小于1mD,压裂裂缝导流能力对压后产气效果影响很大,是实现压后高产的基础。与常规砂岩地层相比,煤储层埋藏浅、弹性模量低、强度低、天然割理及裂缝发育(琚宜文等,2005申卫兵等,2000),压裂过程中多形成复杂裂缝,支撑剂嵌入严重,产生大量煤粉堵塞裂缝,裂缝长期导流能力变化具有自身特点(邹雨时等,2011郭建春等,2008王春鹏等,2006),其评价方法和内容不能简单照搬砂岩地层中裂缝导流能力的评价,而应该具有特殊性。本文针对这些问题采用实验室长期导流能力评价方法,系统研究了煤岩压裂裂缝导流能力的影响因素及其作用机理,并形成了一套适合煤储层的裂缝导流能力评价方法。
1 实验原理和设备
实验使用的是美国Core.Lab公司生产的FCES.100裂缝导流仪,使用API标准导流室,并严格按照API的程序操作,实验原理主要是达西定律,支撑剂导流能力计算公式可以表达为下面形式:
中国煤层气技术进展: 2011 年煤层气学术研讨会论文集
式中:kWf为充填裂缝导流能力,dc·cmQ为裂缝内流量,cm3/minμ为流体粘度,mPa·sΔp为测试段两端的压力差,atm。
因此,实验中只需测得压差及流量即可求得支撑剂的导流能力。图1为API支撑剂导流室解剖图,可以模拟地层条件,对不同类型支撑剂进行短期或长期导流能力评价。
2 实验条件和煤样制备
为了真实地反映支撑剂在地下裂缝的实际情况,模拟温度取40℃,选用长期导流能力测试,每个测试压力点都测量50小时,闭合压力分别为10,15,20,25和30MPa。支撑剂选用现在普遍采用的石英砂(兰州砂),选择20/40目和10/20目两种进行试验。实验中的流体选择为2%KCl水溶液和胍胶液,流体速度2~5ml/min。实验使用晋城(高煤阶)和韩城(中煤阶)两地的天然煤岩,实验试件的尺寸为长17.7cm,宽3.8cm,厚1~2cm,端部成半圆形(图2)。
3 实验方法
在导流室中夹持煤片模拟煤层裂缝,将实验流体以稳定的流速通过两片煤板之间的支撑剂填充层,逐渐增大闭合压力得到裂缝导流能力随闭合压力变化的曲线。通过改变煤岩类型、煤粉浓度、铺砂浓度、胍胶液浓度和用量、支撑剂粒径及组合、裂缝形态等实验条件得出不同闭合压力与导流能力的关系曲线,然后将不同的曲线进行比较分析,评价不同因素对煤岩裂缝导流能力的影响。
图1 API支撑剂导流室解剖图
图2 不同煤阶煤岩板
4 实验结果与分析
4.1 支撑剂嵌入及煤粉对导流能力的影响
(1)支撑剂嵌入影响
实验选用20/40目兰州砂,铺砂浓度分别为5kg/m2和10kg/m2,用钢板、砂岩和煤岩板(高、中煤阶两种)分别进行实验,实验结果见图3,4。
图3 钢板、砂岩、煤岩导流能力对比图(铺砂浓度5kg/m2)
图4 钢板与煤岩导流能力对比图(铺砂浓度10kg/m2)
可以看出,使用钢板(无嵌入)测得的导流能力明显大于使用煤岩测得的导流能力,说明支撑剂在煤岩中的嵌入伤害程度很大。实验证实煤层嵌入比砂岩严重,在闭合压力大于10~15MPa时,导流能力就急剧降低,而砂岩闭合压力大于20~25MPa时才下降较快。
由于中煤阶煤岩的强度更低,同样条件下,中煤阶嵌入伤害更严重,中煤阶明显嵌入时的闭合压力比高煤阶更低,嵌入程度约为高煤阶的1.5倍,造成导流能力下降幅度更大。嵌入伤害越严重,裂缝壁面嵌入部分产生的煤粉碎屑越多,对支撑裂缝内的流体流动阻碍更大,使得导流能力进一步下降。
(2)煤粉产出对导流能力的影响
实验选用20/40目石英砂,采用10kg/m2铺砂浓度,分别混入2%和5%的煤粉(100目),采用高阶煤煤岩片进行实验,实验结果见图5。
由图5可以看出,煤粉对裂缝导流能力伤害很大,随着闭合压力的增大,煤粉浓度的增高,导流能力迅速下降。闭合压力10~30MPa,2%煤粉可以使导流能力下降10%~35%,5%煤粉可使导流下降20%~60%。煤粉是疏水性的,不易分散于水或水基压裂液,从而极易聚集起来阻塞裂缝孔隙喉道,随着时间的延长,煤粉微粒不断运移,可以使得堵塞更为严重。如在压裂液中加入润湿剂和分散剂则能使煤粉由疏水性转为亲水性,有助于分散与悬浮煤粉于压裂液中,阻止煤粉的聚集,有利于煤粉的返排。如图6显示,加入两种不同分散剂FSJ01,FSJ02后裂缝导流能力有所改善。
图5 不同煤粉浓度下导流能力对比图
图6 加入分散剂对导流能力的影响结果(铺砂浓度5kg/m2)
4.2 支撑剂粒径对导流能力的影响
实验应用晋城高阶煤岩,选择10/20目和20/40目两种粒径支撑剂按照不同比例(1∶1,1∶2,1∶3)混合,测试其导流能力变化,铺砂浓度为10kg/m2。
由图7可以看出,当闭合压力低于20MPa时,单一粒径10/20目的石英砂的导流能力比20/40目的大30~50%,且大粒径支撑剂所占比例越大,其导流能力也越大。而当闭合压力高于20MPa时,各比例组合导流能力相差不大。因此,压裂施工过程中,考虑造缝和携砂效果,前期应用较小粒径支撑剂(20/40目),低排量施工,可较好支撑多裂缝的支缝系统,使裂缝延伸更长后期尾追较大粒径支撑剂(10/20目)提高近井地带的导流能力。
图7 不同粒径支撑剂组合导流能力对比图
4.3 铺砂浓度对导流能力的影响
实验选用20/40目兰州砂,分别选取5kg/m2和10kg/m2两种铺砂浓度进行实验,实验结果见图8。
图8 不同煤岩、不同铺砂浓度导流能力对比图
由图8可知,无论何种煤阶煤岩,提高支撑剂的铺砂浓度导流能力都有明显的提高,铺砂浓度从5kg/m2提高到10kg/m2,支撑剂的导流能力可以提高50%~100%。而低铺砂浓度下一旦发生嵌入现象,其影响要比高铺砂浓度大。闭合压力越大,铺砂浓度越低,地层岩石越软,嵌入越严重。因此,较软的中阶煤层中为了降低嵌入和煤粉对导流能力的伤害,施工过程中应该增大砂比,提高填充裂缝的铺砂浓度显得更为必要。因此为了提高支撑裂缝的导流能力可在施工条件许可的条件内适当增加支撑剂的铺砂浓度。
4.4 压裂液残渣对导流能力的影响
煤层温度低,胍胶压裂液破胶难,造成残渣吸附在煤基质或堵赛支撑剂孔隙,导致基质、裂缝内渗透率下降,导流能力减小,因此这一部分主要考察压裂残渣对支撑剂导流能力的影响。在这里选用20/40目石英砂,10kg/m2铺砂浓度,煤样为晋城高煤阶,分别做了不加压裂液、加入浓度0.4%的150ml胍胶液、加入浓度0.5%的150ml胍胶液和浓度0.5%的100ml胍胶液情况下的导流能力测试,评价胍胶压裂液导流能力的伤害,并进行对比分析,如图9。
图9 压裂液残渣伤害综合对比图
压裂液残渣的伤害,导致了支撑剂导流能力明显的降低,不同的闭合压力下及伤害程度平均在30%以上。相同闭合压力下,同一样品注入瓜胶压裂液越多,浓度越高,导流能力伤害越大,0.5%的瓜胶液比相同量的0.4%瓜胶压裂液导流能力下降10%以上,0.5%的150ml胍胶量比0.5%的100ml量导流能力降低20%。
因此煤层压裂液体系在选用冻胶时,需要充分研究其在煤层低温条件下的高效破胶技术,同时也可以尝试加入化学物质来降解、氧化冻胶残渣,减少残渣对水力裂缝的堵塞,从而达到增加裂缝渗透性,提高单井产量的目的。
4.5 复杂裂缝对导流能力的影响
为了描述煤层水力压裂中形成的“T”形、“I”形等复杂裂缝对导流能力的影响,本次实验中模拟研究多条裂缝(两条)导流能力的变化情况。实验选用20/40目兰州砂,将一定量的石英砂平均分成两份,分别充填于两条相邻裂缝内(铺砂浓度5kg/m2),测试其综合导流能力,并与单一支撑裂缝(铺砂量与两条裂缝相同,铺砂浓度10kg/m2)的导流能力进行对比,如图10所示。
图11实验结果显示,等量的支撑剂,多条(两条)裂缝的导流能力小于单一裂缝的导流能力,平均可以降低14.6%。主要是由于裂缝条数的增多,造成支撑剂较为分散,铺砂浓度降低,增加支撑剂嵌入和煤粉堵塞另一方面,缝间流体流动发生转向,产生附加渗流阻力,压裂后的煤岩裂缝形态和表面极其不规则,这种渗流阻力会更大,致使导流能力进一步降低。由于煤岩强度差异,裂缝形态对中阶煤岩的导流能力影响程度更大,闭合压力为20MPa时,中煤阶煤岩导流能力降低17.6%,高煤阶煤岩降低12.8%。
图10 复杂支撑裂缝(浓度5kg/m2)和单一支撑裂缝(浓度10kg/m2)示意图
图11 不同裂缝形态下的导流能力对比图
5 结论
(1)煤岩强度低,支撑剂嵌入造成的导流能力伤害非常严重(伤害率50%以上)。煤层嵌入比砂岩严重,在闭合压力大于10~15MPa时,导流能力就急剧降低,而砂岩闭合压力大于20~25MPa时导流能力明显下降。中煤阶嵌入伤害更严重,中煤阶明显嵌入时的闭合压力比高煤阶更低,嵌入程度约为高煤阶的1.5倍,
(2)闭合压力10~30MPa,2%的煤粉可以使导流能力下降13.1%~34.9%,5%煤粉可下降19.7%~53.2%,在压裂液中加入分散剂可以使煤粉不易聚集,有利于返排,降低伤害。
(3)提高支撑剂的铺砂浓度和增大支撑剂的粒径可以明显提高裂缝的导流能力,地层闭合压力增大时应相应增加铺砂浓度,在软煤层中显得尤为必要。
(4)压裂液残渣伤害对支撑剂导流能力有很大影响,由于压裂液残渣的伤害,导致了支撑剂导流能力下降了30%左右,而降低压裂液的用量或减小压裂液的胍胶浓度都可以减小残渣伤害的影响,提高支撑剂的导流能力。
(5)同等量的支撑剂,复杂裂缝的导流能力小于单一裂缝的导流能力。与高阶煤岩相比,裂缝形态对中阶煤岩的导流能力影响程度更大。闭合压力为20MPa时,中煤阶煤岩导流能力降低17.6%,高煤阶煤岩降低12.8%。
参考文献
郭建春,卢聪,赵金洲等.2008.支撑剂嵌入程度的实验研究[J],煤炭学报,33(6):661~664
琚宜文,姜波,侯泉林,王桂梁,方爱民.2005.华北南部构造煤纳米级孔隙结构演化特征及作用机理[J],地质学报,79(2):269~285
申卫兵,张保平.2000.不同煤阶煤岩力学参数测试[J],岩石力学与工程学报,19(S1):860~862
王春鹏,张士诚,王雷等.2006.煤层气井水力压裂裂缝导流能力实验评价[J],中国煤层气,3(1):17~20
邹雨时,马新仿,王雷,林鑫.2011.中、高煤阶煤岩压裂裂缝导流能力实验研究[J],煤炭学报,36(3):473~476