黔西发耳煤矿煤层气成藏特征研究

1.准噶尔盆地煤储层汞置换法孔隙特征

（1）孔隙度

汞置换法只能测量孔隙半径为3.75～7500 nm之间的孔隙体积，因此计算得到的孔隙度只能称为视孔隙度。准噶尔盆地煤储层视孔隙度3.85%～8.09%，中值半径0.0077～1.1359 μm（表4-11）。煤的孔隙度与煤热演化程度密切相关。泥炭阶段由于沉积物处于地表浅层，颗粒之间胶结疏松，成岩作用尚未发生，具有高的孔隙度；而孔隙度的快速降低和由此而伴随的脱水作用是褐煤煤化作用期间发生的最重要物理过程；随煤化程度的进一步提高，煤的孔隙度逐渐降低，至Ro，m为0.8%左右时，其孔隙度降至10%以下，并在肥煤—焦煤阶段表现为最小值，瘦煤以后又稍有提高（李明潮等，1990）。

煤的孔隙度不但与煤变质程度相关，还与煤岩石学组成相关。透射电子显微镜对高挥发分烟煤的研究表明，镜质组具有最小的孔隙，以直径为2～20 nm的扁平孔隙为主，而惰性组是孔隙最丰富的显微组分，孔径为5～50 nm（Harris and Yust，1967，1969）。惰性组较镜质组具有更大的孔隙度，惰性组的孔隙含量主要取决于有结构且未被其他物质充填的惰性组分含量。壳质组的孔隙最不发育（Mahajian，1982）。虽然无机矿物在煤中的含量一般较低，但对煤的孔隙特征具有很大影响。煤中矿物主要是粘土矿物，其次是黄铁矿和碳酸盐岩，它们常常充填于丝炭胞腔、粒间孔隙和微裂隙中。据张新民等（1991）的资料，随着矿物含量增加，煤中大孔和中孔的体积减少，尤其是大孔体积急剧减少，而微孔和小孔的体积减少不大。从油气运移的角度，当孔隙度达10%以上时，油气运移比较有利，而当孔隙度达10%以下时，油气运移较为困难。从这个意义上说，低变质煤中由于孔隙度较高而利于煤层气的储集与运移。

（2）孔隙类型与孔隙分布

表4-11 压汞煤微观结构测定参数表（1）

根据压汞分析统计资料（表4-11、4-12，图4-1、4-2），准噶尔盆地煤储层孔隙具双峰分布特点，以小-微孔和大孔为主，尤以小-微孔占优势，其孔隙体积百分含量42.31%～85.34%，均＞40%；大孔变化在8.38%～50.61%之间；中孔除个别占40.87%外，一般为3%～17.36%。在垂向上，八道湾组煤储层孔隙的双峰分布特点最为明显，大孔和小-微孔比例基本相当，接近50%；西山窑组煤储层则以小-微孔占优势，高达50%～85%，阜康一带的西山窑组煤储层以小-微孔和中孔为主。

图4-1 准噶尔盆地阜康地区煤储层压汞孔隙分布直方图

煤的孔隙分布特征更能反映煤的孔隙属性。煤的孔隙分布特征与煤热演化程度亦有较好的相关性。煤中中孔和大孔孔隙体积随煤化程度的增加逐渐减小，至Ro为0.85%～0.9%时中孔和大孔孔隙体积占总孔隙体积的45%；以后迅速降低，而微孔和过渡孔隙体积则随成熟度增加而增大，至Ro为0.85%～0.9%以后微孔隙体积增加迅速（王昌桂等，1998）。Gan等（1972）利用氮和汞置换法研究煤的孔隙特性得出，煤中孔隙直径＞30 nm的孔隙体积随煤化程度的增高而降低，由褐煤至高挥发分烟煤阶段（Ro为0.3%～0.7%）总孔隙体积由80%以上锐减至20%左右，孔隙直径1.2～30 nm的孔隙体积在高挥发分烟煤前和低挥发分烟煤阶段后都极不发育，只在中挥发分烟煤阶段比较发育，占总孔隙体积的50%；而孔隙直径＜1.2 nm的微孔体积随煤化程度增高而增高。

表4-12 压汞煤微观结构测定参数表（2）

图4-2 准噶尔盆地巴里坤地区煤储层压汞孔隙分布直方图

煤的孔隙类型也与显微组分组成相关。惰性组中的孔隙类型主要以大孔和中孔为主，而镜质组则以过渡孔和微孔为主。张新民等（1991）通过电子显微镜下观察表明，火焚丝质体的孔隙最为发育，不仅能看到保存完好的细胞腔和管胞，而且可见丰富的纹孔、射线和胞间孔，以大孔为主。相对而言，氧化丝质体和半丝质体的孔隙较少，而且孔径以中孔为主。另外，由于矿物常常充填在煤的中孔和大孔中，因此当煤中矿物含量增高时，其大孔和中孔含量相对较低。

从煤的孔隙分布特征分析推断，本区低煤级煤对煤层气的储集和运移较为有利。

（3）孔隙结构

准噶尔盆地压汞分析煤储层微观孔隙结构参数见表4-11，观察发现，在层位上，八道湾组（J1b）的孔隙度、孔隙喉道均值D、峰态Kg值小于西山窑组（J2x），而分选系数SP、偏态SK值大于西山窑组，且SK趋近于0。反映出J1b的孔喉分布趋于呈正态分布，具明显的双峰分布特征，其分选性较差，表明大孔隙在总孔隙中占有一定的比例，同时也存在许多小-微孔。J2x的孔喉分布均为负和较负偏态，分选系数也相对较小，反映其孔喉大小较集中，分选性较好，以大量的小-微孔单峰分布为主。J2x的孔隙度总体大于J1b，但其喉道中值小于J1b，说明J2x的孔隙稍大，喉道偏小，连通性也不如J1b好，可见J2x煤储层相对利于煤层气吸附，J1b煤储层喉道中值半径总体大于J2x（至少）10倍，且变化范围（0.1495～1.1359 μm）较大，其相对更利于煤层气的运移和采出。

根据进汞曲线形态分析，可将准噶尔盆地煤储层的压汞曲线分为如下5种类型：

类型1：曲线近似呈上大下小、不对称的半勺形，即下部在5.2 μm孔径附近曲线趋向横轴偏，凹向右方纵轴，说明有一定的粗偏成分，存在一定量的大孔，分选差—中等；上部在0.0883 μm孔径以上部分曲线明显偏向纵轴，与横轴交角总体最小，凹向左方纵轴，说明有较多的细偏成分；存在大量微孔，分选性好。如昌吉硫磺沟J2x的5＃、7＃样品，具有这种孔喉特征。

类型2：以阜康J2x的FK1-2样品为代表，曲线近似呈不对称的L形，以0.735 μm孔径（或1 MPa毛管压力）为拐点，凹向左方，上半部分靠向横轴，下半段靠向纵轴，两部分较为光滑，对称性尚可，反映略细偏，分选性较好，其小-微孔略多于中孔。

类型3：以阜康J2x的FK2-2样品为代表，曲线近似呈不对称的弧形（或称勺形），总体凹向左方，大段曲线靠向右上方的横轴且较圆滑，反映出明显的细偏，分选性较好。

类型4：曲线明显占据中部区域，略呈反S形，即以5.2 μm孔径为拐点，＞5.2 μm段曲线凹向右方，呈折线状倾斜展布；＜5.2 μm段曲线凹向左方，呈较光滑弧线倾斜状展布，反映出明显的粗偏+细偏的双峰分布特点，分选性不好。如阜康J1b的FK3-2、FK4-2样品，巴里坤J2x的BLQ2-2样品具有这种孔喉特征。

类型5：为不规则三段型，如三塘湖盆地J2x的BLQ1-2、ML1-2、STH1-2样品具有这种孔喉特征。曲线不甚规则，总体凹向左方，呈三段式，下段略呈向右上方凹进趋势，靠近纵轴，斜率较大，或呈直线状，陡倾斜分布，略向右上方凹进；中段趋向横轴倾斜，斜率减小；上段靠近横轴，斜率最小，中段与上段呈光滑弧线状，凹向下方，陡倾斜分布，三段长度相差不大，反映粗、中、细偏均有而以细偏居多的多偏混合孔隙分布特点，分选性差。

根据退汞曲线形态分析，大致可将准噶尔盆地煤储层的退汞曲线分为如下4种类型。

类型1：以昌吉硫磺沟J2x的7＃样品、阜康三工河J1b的FK3-2及FK4-2样品为代表，退汞与进汞曲线路径十分接近，吻合很好或较好，退汞曲线呈较长的弧线状或有一定长度，其退汞效率最高，达到74.93%；或有一定退汞量。

类型2：退汞与进汞曲线路径有一定距离，两曲线形状相似，呈弧线状，凹向左下方，说明有一定退汞量。如阜康三工河J2x的FK2-2样品、巴里坤J2x的BLQ1-2及BLQ2-2样品。

类型3：退汞与进汞曲线路径相差较大，近于呈直线状，说明退汞较少。如三塘湖盆地J2x的STH1-2、ML1-2样品。

类型4：以阜康三工河J2x的FK1-2样品为代表，退汞与进汞曲线路径相差极大，退汞曲线呈折线状，由喉道半径0.0237 μm处起近似为直线，退汞极少。

由压汞法煤储层结构参数表4-11、4-12可知，最小非饱和孔隙体积百分数（Smin）以昌吉硫磺沟J2x煤样最大，表明其小孔隙喉道所占的体积最多，而其退汞效率也为最高，达74.93%，反映虽然以小孔喉为主，但连通性好，非润湿相的毛细管效应采收率可以较高。但其饱和度中值压力高达95 MPa以上，说明煤岩很致密，极偏向于细歪度，当孔隙中同时存在气水两相系统时，其渗滤能力很低，使产能受到极大影响。阜康一带J1b和J2x煤样的退汞效率，除暗淡煤外尚可，达45%～55%，而最小非饱和孔隙体积百分数为0，平均孔喉体积比均为1 μm左右，反映其孔隙与喉道体积近于相等，有中等连通性，微-小孔隙喉道所占体积不大，并主要影响了退汞效率。

从层位上看，J1b的退汞效率较高—中等，饱和度中值压力低—较低，变化于0.647～4.919 MPa，反映煤储层为中等致密，接近中等偏度，渗透率较高，其煤层气的产能应较高。J2x煤样的退汞效率、最小非饱和孔隙体积百分数、平均孔喉道体积比、饱和度中值压力变化较大，说明孔隙结构复杂，渗透率变化也较大，总体产能尚好。从煤岩类型看，光亮煤、半亮煤的孔隙结构参数性质最好，半亮-半暗煤次之，而暗淡煤最差，对煤层气聚采不利。

2.塔里木盆地煤储层汞置换法孔隙特征

压汞实验表明塔里木盆地北缘东部阳霞矿区孔隙发育程度较高，孔隙度12.37%～33.41%，其中，半径＞1000 nm的大孔占9.172%～34.494%，半径介于1000～100 nm的中孔占3.803%～50.468%，80%以上的煤样中中孔比率达到24.729%，半径＜100 nm的小-微孔占20.685%～74.952%，可见该区煤层的孔隙以中孔和小到微孔为主。盆地西部俄霍布拉克矿区孔隙度2.85%～12%，其中，大孔占5.244%～39.79%，中孔占2.647%～5.454%，小到微孔占54.757%～92.11%，可见该区煤层的孔隙以小到微孔为主。阿艾东风矿区孔隙度为3.369%～14%，其中，大孔占14.546%～28.543%，中孔占2.037%～6.007%，小到微孔占65.451%～83.418%，可见该矿区煤层的孔隙也是以小到微孔为主（表4-13）。

表4-13 塔里木盆地煤储层压汞实验结果表

由分析试验结果可以看出，塔里木盆地俄霍布拉克矿区、阿艾东风矿区及阳霞煤产地侏罗系顶部煤储层部分层位孔隙具双峰分布特点，以小-微孔和大孔为主，尤以小-微孔占优势。小-微孔的孔隙体积百分含量介于54.757%～92.11%，平均为74.138%；大孔变化在5.244%～39.79%之间，均值在21.874%；中孔含量较低，介于2.647%～6.007%。而阳霞煤产地侏罗纪煤层中下部层段孔隙中中孔占主要部分，含量高达24.729%～50.468%；该煤层层段中大孔所占比例约为9.172%～34.494%，均值为17.155%；小-微孔含量介于20.685%～66.099%，均值为42.860%。

塔里木盆地压汞分析煤储层微观孔隙结构参数孔隙喉道均值D平均在12.1223 μm，峰态Kg值在1.38～13.8之间，其中最低、最高值都在俄霍布拉克煤矿。孔隙分布偏态SK在各矿区均为负值。饱和度中值压力变化较大，变化在1.692～99.81 MPa。

3.吐哈盆地煤储层汞置换法孔隙特征

（1）孔隙度及孔隙结构

据压汞实验资料显示，吐哈盆地煤储层孔隙度变化较大。视孔隙度一般在3.72%～22.58%。三道岭矿区煤样的孔喉均值为12.341～14.658 μm，中值半径为0.0291～0.0627 μm，饱和中值压力为11.73～66.62 MPa，退汞效率在24.8%～57.7%；艾维尔沟矿区煤样的孔喉均值相对较小，一般在6.628～10.288 μm，而中值半径相对较大，为0.1522～37.2048 μm，饱和中值压力为0.02～4.487 MPa，退汞效率在64.82%～84.66%。七泉湖矿煤样的孔喉均值为8.77 μm，中值半径为0.879 μm，饱和中值压力为0.837 MPa，退汞效率达91.5%（表4-14）。

表4-14 吐哈盆地煤储层压汞实验参数表

新疆地区侏罗系煤的镜质组反射率与孔隙率散点图（图4-3）表明，煤的视孔隙度大小与煤储层的热演化关系明显。由于低变质程度的褐煤、弱粘结煤及长焰煤的结构较疏松，其孔隙率相对较大，如哈密地区的三道岭矿区煤储层孔隙率一般在20%左右（表4-14），而艾维尔沟矿区煤储层孔隙率在5%左右。

煤的孔隙度不但与变质程度有关，还与煤的显微组分关系密切。惰性组含量高的煤层其孔隙度明显高于以镜质组及壳质组为主的煤层，如七泉湖矿煤的惰性组含量为9.8%，三道岭矿煤的惰性组含量在14.6%～89.8%，两地镜质组反射率均在0.5%左右。然而，七泉湖矿煤的孔隙率在3.72%左右，和三道岭矿区煤的孔隙率20%左右相比相差数倍。

图4-3 新疆地区侏罗系煤的镜质组反射率与孔隙度关系

（2）孔隙类型

根据孔隙分布特征，吐哈盆地煤储层的孔隙可分为以下几类：

Ⅰ类：大孔及过渡孔发育，中孔含量小。该类裂隙发育于镜质组及壳质组含量较高的低变质煤中，煤层中含有部分裂隙，如七泉湖煤矿红灰层（图4-4（a））。

Ⅱ类：过渡孔及小孔特别发育，中孔及大孔均不发育。该类孔隙主要分布于低变质区暗煤分层，如三道岭矿区4煤暗煤分层，该分层很少发育裂隙（图4-4（b））。

Ⅲ类：中孔及微孔较发育，大孔不发育。该类孔隙发育于含镜质组较高的中低变质煤层中，如三道岭4号煤亮煤分层（图4-4（c））。

Ⅳ类：大孔发育，其他孔径的孔含量相对较少。该类孔隙主要分布于煤的变质程度较高，煤岩组分以镜质组为主的地区，如艾维尔沟矿区（图4-4（d））。

图4-4 吐哈盆地煤储层孔隙类型

按压汞曲线特征、进汞饱和中值压力及退汞效率可将吐哈盆地煤储层分为3类（表4-15）：第一类分布于艾维尔沟矿区；第二类出现于中低变质煤中，如七泉湖矿；第三类存在于低变质煤之中，如三道岭矿区。

4.伊犁盆地煤储层汞置换法孔隙特征

由压汞毛细管分布曲线可知，H4、H9煤在0.9 MPa以前约有40%的孔隙进汞，之后到10 MPa左右又有一个进汞高潮，有40%～50%孔隙进汞，随着压力进一步增大，进汞比例趋于减小。这反映了H4和H9煤的孔隙结构特点。在低压阶段（0～0.9 MPa）进汞反映的是大孔和割理的发育过程，在1～10 MPa的中压阶段反映了中孔的发育特点，10～100 MPa的高压阶段反映了小孔-微孔的发育特性。H6煤则在0.8 MPa前仅有20%的孔隙进汞，在0.8～10 MPa阶段则有40%的孔隙进汞，10～100 MPa阶段进汞亦趋于减少，这也表明H6煤的孔隙结构不同于H4和H9煤，中孔最发育，大孔次之。总体看，该区煤储层孔隙压汞曲线单调上升，排驱压力也很高。这充分说明煤储层具有比较均质的孔隙结构系统和强度很高的孔隙骨架。从煤压汞实验孔隙定量参数看，亦反映出同样的变化规律，该区煤层孔隙度介于33.49%～40.88%，其中，孔径大于1000 nm的大孔占27.88%～40.95%，孔径介于1000～100 nm的中孔占36.82%～51.99%，孔径小于100 nm的小孔-微孔占8.93%～35.12%。由此可见，该区煤层的孔隙以中孔和大孔为主，而小孔-微孔则不发育（表4-16）。孔隙中值半径介于0.332～0.8245 μm，退汞效率介于8.51%～8.89%，表明煤层气理论可采效率不高。

表4-15 吐哈盆地煤的压汞孔隙实验部分结果

表4-16 伊犁盆地侏罗系煤储层压汞孔隙特征

5.柴达木盆地煤储层汞置换法孔隙特征

压汞实验表明，柴达木盆地北缘鱼卡矿区和大煤沟矿区孔隙发育程度较高，孔隙度18.40%～25.70%，个别样品为8.69%。其中，半径＞1000 nm的大孔占9.165%～57.853%，半径介于1000～100 nm的中孔占11.157%～47.350%，80%以上的煤样中中孔比率达到20.056%，半径＜100 nm的小-微孔占43.251%～52.683%，该区煤层的孔隙以中孔和小到微孔为主。柴北缘绿草山和旺尕秀矿区孔隙发育程度相对较低，孔隙度3.59%～5.31%。其中，半径＞1000 nm的大孔占47.886%～57.853%，半径介于1000～100 nm的中孔占3.936%～10.418%，半径＜100 nm的小-微孔占38.212%～41.695%，该区煤层的孔隙以大孔和小到微孔为主。祁连地区木里（聚乎更）、海德尔和默勒矿区孔隙度为4.70%～17.60%，其中，大孔占23.716%～37.491%，中孔占11.839%～42.201%，小到微孔占34.084%～52.708%，该区煤层的孔隙以大孔和小到微孔为主（表4-17）。

表4-17 柴达木盆地及祁连地区煤储层压汞实验成果表

可见，柴达木盆地及祁连山含煤区绿草山、大煤沟、旺尕秀、木里及海德尔矿区侏罗系煤储层孔隙具双峰分布特点，以小-微孔和大孔为主，尤以小-微孔占优势。小-微孔的孔隙体积百分含量38.212%～52.683%，平均为46.825%；大孔变化在16.983%～57.853%之间，均值在35.47%；中孔除大煤沟矿部分层段含量较高外，其他矿区均在10%左右。而鱼卡和默勒矿区煤层孔隙以中孔为主，含量达42.201%～47.350%；这两个矿区大孔所占比例较低，约9.165%～23.716%。

柴达木盆地及祁连地区压汞分析煤储层微观孔隙结构参数孔隙喉道均值D平均在10.5298 μm，峰态Kg值在1.26～3.12之间，其中最低为绿草山矿区，而鱼卡煤矿最高。孔隙分布偏态SK除绿草山矿区外均为负值。饱和度中值压力变化较大，变化在0.038～9.98 MPa。

6.鄂尔多斯盆地煤储层汞置换法孔隙特征

根据压汞分析统计资料，鄂尔多斯盆地侏罗系煤储层孔隙具双峰分布特点，以小-过渡孔和大孔为主，尤以小-过渡孔占优势，其孔隙体积百分含量36.06%～91.576%，平均73.2%；大孔变化在4.978%～60.3428%之间（图4-5），均值在19.67%；中孔除东胜与宁夏灵新矿在10.789%～19.447%之间外，其他矿区均小于10%。在平面上汝箕沟及柠条塔矿大孔较发育，达60.328%（表4-18）。中孔具有随煤的镜质组反射率的增加，其比例有所增加的趋势（图4-6）。

图4-5 鄂尔多斯盆地煤的孔隙分布

图4-6 煤的压汞实验中孔与Ro，m的关系

表4-18 鄂尔多斯盆地侏罗系煤的压汞孔隙分布

表4-18显示鄂尔多斯盆地压汞分析煤储层微观孔隙结构参数孔隙喉道均值D平均在12 μm、峰态Kg值在1.7～5.1之间，其中最低为汝箕沟矿区，而跳沟矿峰态最高，达5以上。孔隙分布偏态SK均为负值。饱和度中值压力变化较大，变化在0.032～99.82 MPa（表4-19）。

根据进退汞曲线形态分析，可将鄂尔多斯盆地煤储层的压汞曲线分为如下几种类型：

类型a：进汞曲线在大孔范围内上升较快，进入中孔范围曲线平缓，在孔径10 nm左右曲线再次变陡。具该类曲线的煤储层其孔隙分布特征为，大孔最发育，小孔较发育，中孔不发育。以宁夏汝箕沟煤矿高变质煤为代表（图4-7）。

表4-19 鄂尔多斯盆地煤的压汞孔隙结构参数数据一览表

类型b：以鑫源矿为代表。进汞曲线反“S”型，即在孔径大于1000 nm范围内曲线呈上凸形，在1000～10 nm范围曲线平缓进汞量少，而进入到小于10 nm孔径范围，曲线上升较快；退汞曲线与进汞曲线形态相似，基本上重合。孔隙分布以小孔最发育，大孔较发育，中孔少见为特征（图4-8中的b型）。

类型c：进汞曲线上升斜率变化较少，退汞曲线斜率小，效率较低，主要出现在丝质组分含量较高的煤储层中。其孔隙分布特征为，大孔及小孔均较发育、中孔较第一类高，如内蒙东胜煤田、宁夏灵新矿（图4-8中的c型）。

煤层气藏的定义不是建立在圈闭概念之上的，而是一个独具特色和含义的概念。煤层气藏是指在地层压力（水压和气压）作用下保有一定数量气体的同一含煤地层的煤岩体，具有独立的构造形态；是在煤层热演化作用过程中形成的，在后期构造运动中未被完全破坏，呈层状产出。煤层气藏是进行煤层气勘探和开发的基本地质单元。

3.1.1 关于煤层气藏含义的描述

鉴于煤层气藏的非常规性，许多学者在煤层气地质研究中也对煤层气藏赋予了一定含义和定义。李明潮等（1996）认为，煤层气藏是煤中甲烷在具备适当外界条件时相对集中在一定的围限内，围限内的气体富集程度与压力一般都高于围限之外，也就是说一个煤层气田也可形成一个或多个煤层气藏。钱凯等（1997）通过多年对煤层气勘探开发的实践指出，广义而言，煤层甲烷气藏是指在压力（主要是水压）作用下“圈闭”着一定数量气体的煤岩体。同时对广义的煤层甲烷气藏概念加以限制，提出了“有效煤层甲烷气藏”或“经济煤层甲烷气藏”的概念，即指具有商业开采价值的煤层气藏。张新民等（2002）在对全国煤层资源评价的研究过程中，提出了煤层气藏的定义：煤层气藏是指在地层压力（水压和气压）作用下保有一定数量气体的同一含煤层的煤岩体，并且有独立的构造形态。

尽管一些学者用各种术语来描述煤层气藏，但普遍认为煤层气藏不仅难以给出确切的定义，而且在地质空间也难以界定，其原因主要是煤层气藏和非煤层气藏之间没有严格的气藏界限，而是只有富集程度的差别。这种富集程度是受一定的地质条件所控制的，因此，可以认为，煤层气藏应该是有边界限定的，只是这种边界在某种情况可以容易确定，如断层侧向封堵时，断层与煤储层的交线即是气藏边界。然而，多数情况气藏边界是一个含气丰度的渐变带，渐变带的形状和宽度由气藏本身特定的成藏主控因素所决定。因此煤层气藏可定义为：保存有相当数量气体并受相似地质因素控制的煤岩体基本地质单元。

3.1.2 煤层气藏的非常规性

煤层气是一种非常规天然气。所谓非常规，即是因为煤层气在地下的赋存形式和状态不同于常规天然气，主要表现在：一是储集机理不同，常规天然气是以游离状态储集在储层的孔隙空间之中，在气源充足的情况下，其聚集量主要与孔隙空间的大小有关，而煤层气则以吸附状态赋存在孔隙内的表面之上，其聚集量与煤层的吸附性密切相关；二是成藏过程不同，常规天然气由源岩生成后，经过一定距离的一次运移和二次运移在储层中聚集成藏，天然气运移方向受流体动力场控制，即天然气主要是在浮力和流体压力的驱使下进行运移，而煤层气由煤源岩生成之后直接被煤储层吸附而聚集，这种聚集不受流体动力场的控制而受温压场的影响，相同的煤质和煤阶的煤，随压力增大含气量增大，随温度升高含气量降低；三是气藏边界不同，常规天然气藏有明显的气藏边界，气藏的范围及边界是由圈闭条件所决定的，并且气藏内、外天然气含气是具有“有”和“无”的质的变化，而煤层气藏与常规天然气藏最大的区别之一就是无明显气藏边界，只要有煤层就有煤层气的存在，在某些地质条件下，煤层气相对富集则形成煤层气藏，因此煤层气藏内、外只有含气丰度的差别，而不是有气和无气的差别；四是流体状态不同，常规天然气藏和煤层气藏都有气、水两相存在，但二者所处的状态不同，常规天然气藏主体一般是以气相为主，即储层孔隙空间被游离的气相所占据，存在少量束缚水，水主要以边水和底水的形式存在于气藏的底部或边部，具有统一的气水界面，而煤储层大的孔隙空间主体是被水所占据，水中含有一定量的溶解气，部分孔隙中存在游离气相，气藏中的大部分气体是以吸附相存在，约占80%以上，即煤层气藏中有吸附气、游离气和溶解气3种存在形式。

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超级位面教师--第一章 修真位面

李明从废弃的矿渣堆里爬了出来，摸了摸脸上的血渍，重重的呸了一声。

被打对于任何人来说都不是一件丢脸的事情，因为你的拳头只有两个；李明的拳头当然也只有两个。

不过这一次他觉得很窝火，在大学校园里两年，李明第一次感受到这种窝囊，让他心底直颤。

XX大学还是这样，我讨厌用文字描叙景物，所以只能靠观看的人发挥无穷的想象力，大学校园其实也没有什么特别的。

李明拍了拍身上的矿渣，从厨房后面踉跄的走了出来。

他没有回宿舍，也没有跟任何人打招呼，这时候的李明，看起来更像是一个厨房后面煤炭清扫人员。

出了校门，李明径直打车回家。

家离学校不算太远，出租车九块钱的起步价。

这是一带平房区，李明的房子是祖祖辈辈留下来的，一直没有翻新过，好在这一带的人都比较穷，房子都是这个样子。

进了里屋，李明一屁股坐在书桌前。

书桌上有一面镜子，镜子里的李明依然有些帅气，只是脸上青一块，紫一块，还带着一些血……

确认后请采纳

4.2.1 煤成气的组分

抚顺煤炭研究所采用测试气体组分的方法，在2304气相色谱仪上分析O2、N2、CH4、CO2及戊烷以前的常量烷烃组分，采用面积归一法定量。H2用外标法定量，混入的空气按氧含量扣除；烃类气体组分使用203 气相色谱仪进行微量分析，定性系采用标准样标定，其中16个峰经实际标定，其余的峰则依实际峰之间可能出现的理论峰推断，定量是用色谱数据处理机自动处理，最后用差减法将常量分析结果加以校正。

测试表明，煤成气中不论是钻孔中采集的聚煤气，还是矿井中的煤层气（煤矿瓦斯）或者煤样解吸气，其主要组分有甲烷、二氧化碳、氮气和重烃气。此外，还有少量氢气、一氧化碳、硫化氢以及氩气等稀有气体等（图4.4）。煤层气的自然组分以甲烷为主，含量一般在80%以上，二氧化碳的含量大多在5%以下。

图4.4 煤层烃类气体产出与煤级关系

（据于良臣等，1985）

HM—褐煤；CY—长焰煤；QM—气煤；FM—肥煤；

JM—焦煤；SM—瘦煤；PM—贫煤；WY—无烟煤

甲烷和氮气含量的关系是互为消长的，随着埋藏深度的加深，甲烷含量增加、氮气减少（表4.4），只有甲烷带中的气体组分才是以煤化作用产物为主，这也是研究的主要对象。在瓦斯风化带内则混入了空气、表生作用带生物化学和化学作用的气体产物。于良臣等（1981）认为，煤中重烃含量与煤化程度密切相关，气煤、肥煤和焦煤中重烃浓度较高，可达2%～22%，至无烟煤阶段重烃含量已明显降低。

表4.4 煤成气组分及甲烷碳同位素数据

*据原石油工业部资料。

采用煤层采样进行实际测量气体组分的方法来研究煤层烃类气体的产出阶段（图4.4），通过对生气岩热模拟实验产出的烃类气体组分的系统分析，可知煤的热解气的烃类气体组分是很复杂的（图4.5，表4.5和表4.6），除以烷烃为主外，有的还含有芳烃、环烷烃和不饱和的烯烃等。

对其气体组分可以得出如下认识：①实验温度在350～450℃（相当于气煤、肥煤和部分焦煤阶段）期间产气成分最为复杂多样，低温和高温的产物均较单一，主要是丁烷以前的烃类；②甲烷的含量在实验温度升高的初期呈下降趋势，在400℃时降至最低点（12%左右），其后随温度的上升含量明显增加（图4.6），过500℃后增加势头减缓，至600℃时（无烟煤阶段）甲烷含量可达70%以上；③乙烷、丙烷含量的变化是近于同步的，实验温度在200～300℃时（褐煤阶段）含量降低，之后到450～500℃时（焦煤阶段）含量稳步上升，焦煤以后乙烷、丙烷含量急剧下降，但到600℃时乙烷的浓度仍可达8%左右；④重烃中C4、C5含量的变化是相似的，350℃以前含量增加（气煤阶段含量最高），温度再增高则含量逐渐降低，至600℃时近于消失；⑤重烃中C6、C7、C8的含量随实验温度升高而加大，至400℃左右时（气煤、肥煤交界处）达最高值，随后又趋降低，且C8、C7迅速消失，呈典型的正态曲线变化。

图4.5 永荣煤层气田气煤热模拟实验（450℃）烃类气体气相色谱图

（据李明潮等，1990）

4.2.2 煤成气中碳、氢同位素特征

4.2.2.1 含煤地层和煤成气的碳同位素分析

在稳定同位素的有机地球化学研究中，碳同位素的研究发展迅速，因其对鉴别母质类型、进行源岩对比方面效果显著，在天然气、石油和煤的研究中占有重要地位。工作中也实测了一批煤、暗色泥岩、煤层气、浅层聚煤气以及热解气的稳定碳同位素数值。

一般认为，δ13C值随生气母质不同而有较大的差异，腐殖型偏重，腐泥型较轻。测试资料表明（表4.7），煤的碳同位素值在－19.94‰～－30.13‰间变化，多为－22‰～－26‰，与煤的变质程度关系不大，平均值为－24.27‰。含煤地层中暗色泥岩的δ13C值与煤极为相近，平均值为－24.60‰，亦较偏重，是腐殖型（Ⅲ型）干酪根的碳同位素相对富集13C的典型特征。

表4.5 生气岩热模拟实验生成烃类气体成分及含量数据 %

国内外有关研究（戚厚发，1985）表明，煤成气和油型气的δ13C1值存在着随源岩成熟度的加深而增大的规律。Stahl求出了δ13C1和Ro的关系回归线，并认为，在相同成熟度情况下形成的天然气，煤成气的δ13C1值比油型气重13‰～14‰左右。我国煤层气的δ13C1值大部分不符合Stahl得出的有关规律，而深层聚煤气则基本一致。

生气源岩的热模拟产气的碳同位素数据与源岩的δ13C1值很相近，表明是同源的，这自然是可信的。如阜新煤热模拟气样在300℃、400℃和450℃时的δ13C1值为－23‰～－25‰，600℃和650℃时亦然，与煤样的测值极为接近。同时，热解气中的甲烷随实验温度的升高，其δ13C1值的变化有由重变轻、再变重的演化趋势，而且同一热解温度的泥岩δ13C1值较煤偏重（图4.7）。这可能是由于实验初期的低温阶段，实验进行得还不充分，δ13C1值较为分散；当温度达到400℃左右时，试样中储集的早期生物化学作用的产气和新热解的气体一起产出，而使δ13C1值偏轻；当温度达到600℃及其以上的高温时，热解作用进行得非常充分，因此，最能代表源岩的母质特征，产生与源岩相似的较重的δ13C值。

表4.6 各类烃体积分布　%

图4.6 煤样热模拟实验烃类气体产出与煤级关系

（据李明潮等，1990）

HM—褐煤；CY—长焰煤；QM—气煤；FM—肥煤；JM—焦煤；SM—瘦煤；PM—贫煤；WY—无烟煤

表4.7 含煤地层中煤层、暗色泥岩干酪根δ13C数据

图4.7 生气岩热模拟实验热解气的δ13C1与温度的关系

（据李明潮等，1990）

1—水城气煤；2—淮南B11煤；3—永荣气煤；4—阜新长焰煤；5—淮南A1煤；6—长广气煤；

7—米泉气煤；8—大雁褐煤；9—大雁炭质泥岩；10—阜新灰色泥岩

我国以及世界上的煤炭资源成煤物质的母质类型均以腐殖型为主。但在研究煤的稳定碳同位素时，只粗略地区分腐殖型煤和腐泥型煤是不够的。研究发现，同一煤样中的不同显微组分产出甲烷的δ13C值是不同的（图4.8），镜质组的δ13C1值随热解温度变化而波动较大，在相当于肥煤的阶段出现最低值，且较壳质组和惰性组的δ13C1值均轻，但在较低和较高煤化阶段，镜质组的δ13C1值却较其他两组分的相应值都重。壳质组与惰性组的δ13C1值变化趋势相似，但壳质组的相应数值总是处于较重的位置。

图4.8 水城煤层气田气煤各显微组分热解气δ13C1与温度关系

（据李明潮等，1990）

1—镜质组；2—壳质组；3—惰性组

研究煤成气中甲烷的碳同位素特征，目的在于判识天然气的成因类型，从而为气源岩的追溯提供科学信息。从所测的煤层瓦斯和浅层聚煤气的δ13C1值来看（表4.4），其值的变化范围大（－32.82‰～－66.32‰），且多轻于－50‰，但也有规律可循。总的来看，未成熟期和成熟期初期的煤层气δ13C1最轻，即相对富含12C；而随有机质演化程度增高，δ13C1随之变重，由长焰煤、气煤阶段的－61‰～－52‰可变至无烟煤阶段的－40‰～－32‰。戚厚发（1985）亦指出过，煤层瓦斯和含煤地层天然气中的δ13C1值具有随变质程度加深而增大的趋势。同时，不少研究者（戴金星等，1986）还发现，埋藏较深（＞2000 m）的聚煤气，其δ13C值较重，而且可与国外的典型煤成气进行对比。对于我国煤层气和浅层聚煤气的 δ13C1值与公认的煤成气的标准 δ13C1值（－35‰～－22‰）相比普遍偏低的现象，一些研究者（戚厚发，1985；戴金星等，1986）作过一些解释，现连同笔者看法归纳如下：

1）煤层若较接近地表（200～300 m），由于细菌的积极活动而形成生物甲烷，从而引起煤层气甲烷碳同位素变轻。

2）含煤地层抬升、埋藏变浅时，因压力减小，煤层气就会解吸扩散，分子小、质量轻的甲烷要比重烃气解吸容易，且速度快。同时，甲烷分子中轻的12C由于极性较好，与重的13C相比容易解吸，且速度快，从而造成煤层气变轻、变干。在联邦德国鲁尔、萨尔地区也有类似现象。戴金星等（1986）将冀中苏（桥）13号井山西组煤心（Ro为0.61%）先后进行过多次解吸，第一瓶解吸气的δ13C1为－46.6‰，第二瓶为－43.2‰，第三瓶为－34.8‰，第四瓶为－32.6‰；即愈早解吸的气愈轻，且最先解吸的第一瓶气比该井（深层）聚煤气的δ13C1值相应地约轻10‰～15‰。在唐山地区采集的4个钻孔中的浅层聚煤气的δ13C1平均值为－64.7l‰，而6个煤层气（煤层抽放瓦斯样）的δ13C1平均值为－58.21‰，即先期解吸而聚集起来的钻孔气样的δ13C1值偏轻。这一现象若是普遍规律，则对气源对比和勘探部署具有现实意义。

3）地层中部分继承有成煤早期的生物甲烷气，从而引起煤层气甲烷碳同位素的变轻。

4）煤层中烃类气体大部分以吸附状态存在于煤的微孔之中，有利于甲烷与煤本身之间同位素的交换。有些人则强调了甲烷与二氧化碳之间的同位素交换效应，这是两种（或多种）分子间相同元素互换的特殊化学反应，致使二氧化碳相对富集13C，而甲烷相对富集12C，因此可以较好地解释高煤级的煤层气甲烷碳同位素变轻的现象。

5）由于煤中存在着一定数量的类脂组分和似石油物质，它们在煤化过程中产生适量的烃类气体，此种气体的存在会导致δ13C1值的偏轻。

笔者认为，从煤热模拟成烃模式的讨论中已知，液态烃和重烃在产气的成熟期产出最盛，在高成熟期的贫煤和无烟煤阶段已趋于消失或减少；其消失或减少的部分主要裂解成了甲烷，似可用此来解释高成熟期煤成气的δ13C值偏轻的现象。

6）由于不同煤岩显微组分生成的甲烷的δ13C值存在明显差异，而煤中主要组分镜质组的δ13C1值在Ro＝0.8%～1.25%时出现最低值，这对成熟期中期的煤成气的δ13C1值的偏轻可能会有一定的影响。

7）我国煤成气的地质构造背景甚为复杂，多种成因的天然气（煤成气、油型气、生物气）在漫长的地质年代中混合在所难免，这或许也是造成我国煤成气的δ13C1值较世界典型煤成气偏轻的原因之一。

总之，造成煤成气尤其是浅层煤成气碳同位素变异的因素是复杂的，应综合分析，区别对待，不宜用单一成因来解释。目前已有资料尚少，还有待今后进一步探讨。

4.2.2.2 煤成气的氢同位素分析

甲烷氢同位素与母质、成熟度的关系密切，但在很大程度上还受到环境的影响。此项研究在国内尚处于起步阶段，对氢同位素的运用还不如碳同位素成熟。从笔者测试的一些资料来看，其随成熟度的变化，与碳同位素有相似之处（图4.9），即随实验温度升高，热解气中的甲烷氢同位素（δDCH4）值也有由重变轻、再变重的变化。

图4.9 生气岩热模拟实验热解气的δDCH4与温度的关系

（据李明潮等，1990）

1—大雁褐煤；2—阜新长焰煤；3—水城气煤；4—米泉气煤；5—淮南A1煤；6—永荣气煤；7—淮南B11煤；8—阜新灰色泥岩

图4.10 水城气煤各显微组分组热解气的δDCH4与温度关系

（据李明潮等，1990）

1—镜质组；2—壳质组；3—惰性组

同一煤样的不同显微组分热解出的甲烷的δD值亦不相同（图4.10），在相同温阶时，它们的δDCH4值变化是，惰性组＞镜质组＞壳质组。

夏季:m=pv=800*0.015=12kg

冬季:m=pv=880*0.015=13.2kg

冬天55,单价:55/13.2=4.17元

夏季也按这个价格:4.17*12=50元

所以夏季价格高了.

夏季应标50元。

2、亳州煤业股份有限公司的成立对于缓解安徽乃至华东地区无烟煤紧缺状况，为化工及钢铁行业提供能源支持，促进地方经济发展，提升亳州工业化水平必将发挥重要作用。

3、亳州煤业股份有限公司的成立也必将进一步壮大淮北矿业集团的实力，做大做强新型现代化企业，增强竞争力增添力量。

华北煤炭医学院冀唐学院是由华北煤炭医学院申办， 经教育部批准成立的独立学院， 归属华北煤炭医学院统筹管理， 实行经费自筹， 独立核算。

冀唐学院招生指标由省教育厅在普通高校统招计划内下达， 列入华北煤炭医学院招生计划； 学院面向全国招生， 目前有全日制在校本科生近3300人； 学院依托华北煤炭医学院的综合办学优势， 以市场需求为导向， 不断增加社会急需的专业， 现有临床医学、医学影像学、口腔医学、中医学、护理学、生物技术、药物制剂、英语、法学等十个专业， 学科涉及医学、理学、文学、法学四个学科门类。

教学计划由学院院本部（华北煤炭医学院）统一制定， 全部课程由学院院本部选聘的教师讲授； 学生在校期间的奖、助学金等各方面待遇与学院院本部的在校生相同； 学生完成学业，考试合格者颁发华北煤炭医学院冀唐学院毕业证书， 符合学士学位授予者授予学士学位。

教学管理

学院认真贯彻党和国家的教育方针，牢固树立人才培养质量是高等学校生命线的观念，始终坚持以教学工作为中心，以人才培养为宗旨，严格执行教学计划，组织和开展各项教学活动，达到各专业培养目标。

1 、聘任教师队伍及结构

学院从建院之初开始，一直从华北煤炭医学院聘任业务精湛、教学经验丰富、责任心强的教师授课，较好地保证了教学质量，目前聘任专任教师 258 人，生师比为 16 ： 1 ，其中副高职以上教师占 90.7 ％，具有硕士以上学位教师占 31 ％。 通过 老师们的辛勤工作，学生的学习成绩，尤其是英语四级和计算机的过级率逐年提高。

2 、合理制定 教学计划， 完善教学规章制度

在上级主管部门和华北煤炭医学院的大力支持下，学院党政一把手作为教学质量的第一责任人亲自抓教学质量，经常召开教学工作座谈会，及时研究新情况、解决新问题，不断推进观念创新、制度创新和工作创新，将全院教育质量提高到一个新水平。学院组织了有关专 家和 教授，参照华北煤炭医学院相关专业的教学计划，制定了可操作性强、符合学生特点的教学计划和专业培养目标。严格按照各专业培养目标要求，组织和开展各项教学活动，规范教学行为。办学五年来，不断总结和积累教学管理经验，吸取华北煤炭医学院和其他兄弟院校的优秀教学成果，制定了教学质量监控体系，完善了对教师教学情况的考核和评价制度，落实教学检查评估制度，使学院的各项教学活动做到了有章可循，秩序井然。

3 、加强和促进教学改革，培养学生的创新意识。在课程设计上，参照华北煤炭医学院的做法，临床医学专业改革临床教学运行模式，在不影响教学质量的前提下，对该专业的教学计划和培养方案进行调整，学生提前半年进入实习医院，在毕业前半年返回学校，这在一定程度上缓解了学生就业和考研的压力；考虑到学生扩招后教学资源紧张的情况，尤其是针对医学生实践教学场所有限、见习机会少的情况，采取对学生加强临床技能培训和利用模拟病人进行见习的做法，取得了较好的效果。

4 、 强化教学质量监督和教学评价工作。学院汇同各系部加强教学全过程的监督和教学质量的监控，成立了以老专家、老教授为成员的教学督导组，充分发挥他们的教学督导作用。以课堂教学为重点，定期对教学工作进行全面检查。在华北煤炭医学院教务处和高教研究室的指导下建立了教学评估指标体系，对理论课、实验课的教学效果进行综合评价。经常召开教学座谈会，认真听取教师们的意见，同时要求每位任课教师充分认识到教学工作的中心地位，要以“对学生负责，对学校负责，对社会负责”的态度做好教学工作，努力将教学工作的各个环节落到实处。这些措施保证了教学计划的顺利实施，也使教学质量稳步提高。

5 、加强实践教学环节和实习基地建设，注重学生实践能力的培养

在实践教学环节上，首先保证实验课的开出率达到本科教学合格评估标准，同时要求学生参加必要的社会实践。如 2001 级药学专业最后半年的专业实习，让学生参与老师的科研活动，培养他们初步的科学思想和科研能力， 2005 年组织开展了优秀毕业论文评比活动。

高度重视学生的毕业实习工作，加强实习基地建设，目前已建立实习医院 12 个：华北煤炭医学院附属医院、唐山人民医院、唐钢医院、唐山工人医院、唐山丰润人民医院，遵化市人民医院、河北保定第二医院、河北秦皇岛第二医院、北京军区总医院、山东龙口矿务局医院、山东枣庄中心医院、山东兖州总医院，与唐山太阳石药业等签署了教学实习基地协议。

学生工作

冀唐学院学生工作坚持以教学为中心，以素质教育为重点，贯彻以人为本的理念，树立为学生服务的思想。 制定了学生辅导员工作条例，建立与 学生 家长联系制度，不断完善辅导员谈心制度，发挥先进典型的教育作用，有针对性地做好学生思想教育工作。

1 、队伍建设：学院按照上级有关规定配备学生工作干部，建院初期从事学生管理工作的都是退休返聘同志，他们在身体条件、知识结构等方面不能完全满足工作的要求，经过改革、充实、调整，目前有专职学生辅导员 19 人，他们的年龄结构、知识结构都比较合理，为学生管理工作奠定了良好的基础。

2 、学风及校园文化建设

优良的学风对学生起着潜移默化的作用，也是保证教育质量的重要前提。学院在加强学生思想政治工作和文化素质教育的同时，坚持以学习为中心，以活动为载体，采用灵活多样的形式调动学生的学习主动性和积极性，组织学习互助小组、英语口语演讲比赛、基础知识竞赛、“口才秀”等活动，努力营造良好的学习氛围。 2005 年 4 月，邀请华北煤炭医学院许文博、袁聚祥、朱勇等院领导主讲， 开展了“大学生成才导航” 活动 ， 弘扬努力学习、刻苦拼搏的精神，引导学生树立正确的学习观、成才观、就业观。

在校园文化建设方面，学院分团委、学生会组织开展了丰富多彩的校园文化活动。 2003 年 12 月，组织开展了 “心向煤医，情系冀唐”大型文艺演出； 2004 年 6 月，联合唐山三所高校组织了 “ 校园文化衫艺术节 ”活动； 2004 年 12 月，组织了“欢送 01 级学生实习文艺晚会”； 2005 年组织了“激情十二月”文艺晚会和社团节“ Dreamer 乐队”演唱会、健美操比赛等活动； 2005 年 9 月，组织并协办了唐山高校“七校篮球联赛”并取得良好成绩； 2004 年、 2005 年连续两年赴丰润区宋禾麻庄组织了“共创未来暑期三下乡活动”。通过这些活动，营造了健康向上的校园文化，陶冶了学生情操，提高了学生的综合素质和能力，充分展示了冀唐学院的精神风貌。

学生历年受奖励情况

日期

姓名

班级

称号

2002 年 11 月

代晓强

01-4

省级三好学生

2004 年 11 月

李明

02-6

省级三好学生

2004 年 11 月

刘星

01-1

省级优秀学生干部

2004 年 11 月

03-6

省级先进班集体

03 级赵建辉老师 2004 年 11 月获“省级优秀辅导员”荣誉称号。

3 、招生情况：按照冀教发 2000 〔 180 〕号文件要求， 2001 、 2002 年招生工作由华北煤炭医学院统一负责，学生在校期间待遇和总院学生相同，毕业时由华北煤炭医学院颁发毕业证书；从 2003 年开始，依据教发 2003 〔 8 〕号文件要求，开始独立招生，毕业证书由冀唐学院独立颁发。

历年招收学生生源地统计表

省份

2001 年

2002 年

2003 年

2004 年

2005 年

北京

3

天津

7

29

河北省

242

421

597

733

413

山西省

2

2

9

内蒙古

15

辽宁省

3

10

12

吉林省

35

17

50

黑龙江省

17

江苏省

4

13

14

浙江省

5

9

江西省

17

山东省

12

19

19

河南省

19

湖北省

32

湖南省

9

重庆

16

陕西省

9

总计

242

421

668

794

689

历年招生分专业学生人数统计

专业

2001 年

2002 年

2003 年

2004 年

2005 年

临床医学

181

309

399

401

286

医学影像学

29

57

45

54

60

药学

32

55

56

54

44

口腔医学

64

61

60

中医学

56

86

60

生物技术

48

57

31

法学

52

41

英语

29

26

药物制剂

40

护理学

41

合计

242

421

668

794

689

4 、 就业工作：为加强学生的就业指导工作，学院建立了学生就业工作领导小组，依托华北煤炭医学院，不断加强与用人单位的联系，通过参加人才招聘会，拓宽就业信息渠道，为学生就业服务。经常举办就业指导讲座，宣传就业形势，讲解求职技巧，这些使学生受益匪浅。 2005 年，学院首届 01 级药学专业 32 名学生毕业，就业率达到 100％， 30％以上的同学被三甲医院录用。其中李进、石卿、陈鑫、刘长明 4人考取了公务员，分别被唐山、廊坊、沧州、承德市食品药品监督管理局录用；刘楠、毕瑞、绳晶伟 3人考取了硕士研究生，考研率为9.4％。