Geología del metano del lecho de carbón del levantamiento de la falla de Pingdingshan

El área de exploración de Pingdingshan está ubicada en el levantamiento de la falla de Pingdingshan (zona oculta de Pingdingshan) en el oeste de la cuenca del sur de China. El levantamiento de la falla de Pingdingshan es una cuenca residual (sección) dividida por el movimiento tectónico tardío de la cuenca carbonífera del Carbonífero-Pérmico en el norte de China, que está cubierta por una cubierta sedimentaria mesozoica y cenozoica. La exploración de carbón ha demostrado ser una estructura sinclinal compuesta con tendencia al noroeste. Los estratos carboníferos del Carbonífero y del Pérmico están expuestos en el oeste. Es difícil atrapar los estratos del Carbonífero y del Pérmico a través del corte de fallas, y la estructura sinclinal compuesta es relativamente compleja. El área de exploración de Pingdingshan está ubicada en la parte central y sur del sinclinal compuesto, y el bloque de exploración es un sinclinal amplio y suave con tendencia noroeste. Hay un anticlinal de Baishigou entre el sinclinal de Likou con tendencia noroeste y el sinclinal de Lingwushan, con fallas normales de alto ángulo con tendencia noroeste y noreste. Los estratos que contienen carbón son la Formación Taiyuan del Carbonífero Superior y la Formación Shanxi del Pérmico Inferior, que contienen más de 40 capas de carbón con un espesor de más de 20 m. Entre ellas, el carbón de la Formación Shanxi 2-1 es el más desarrollado, grueso y. estable en distribución, y es la principal veta de carbón, seguida por el carbón 4 en la Formación Shangshihe. La veta de carbón 2-1 tiene un espesor de 0,69 a 9,06 metros, generalmente de 3 a 6 metros de espesor. Es carbón brillante o semibrillante con bajo contenido de cenizas, oscilando entre 14,2% y 18,05% en el sur y 11,00% hasta 65438 en el norte. Las rocas de carbón varían desde carbón graso, carbón coquizable hasta carbón pobre, y el rango del carbón aumenta desde el ala sinclinal hasta el núcleo. El contenido de gas de las vetas de carbón es relativamente alto, generalmente 6 ~ 12 m3/t, con un máximo de 15,52 m3/t, que aumenta con el aumento de la profundidad de entierro de las vetas de carbón. Se especula que el contenido de gas del núcleo sinclinal puede alcanzar más de 9 m3/t. Según la observación de afloramientos mineros y núcleos de perforación, la veta de carbón ha desarrollado hendiduras y se han desarrollado fisuras exógenas cerca del eje de pliegue y fallas. por lo que la permeabilidad de la veta de carbón puede ser buena. El área de exploración cubre un área de 650 km2 y se espera que los recursos de metano de las capas de carbón de 2-1 Coal alcancen los 400×108m3. El área del núcleo oblicuo en el área es de aproximadamente 180 km2, el espesor del carbón 2-1 es de 3-7 m, la profundidad de enterramiento es de 700-1000 m y el contenido de gas es de 8-10 m3/t, lo que tiene ciertos yacimientos de carbón. perspectivas de exploración de metano.

Los pozos de exploración de metano en capas de carbón Pingdingshan 1 y 2 perforados en el levantamiento de la falla de Pingdingshan (zona oculta) han obtenido resultados de exploración preliminares, que pueden usarse como referencia. El pozo 1 de la mina de carbón de Pingmei encontró vetas de carbón No. 8, 9, 10 y vetas de carbón 1-5 en el rango de 655,87~848,60 m. El pozo 2 de la mina de carbón de Pingmei encontró dos vetas de carbón delgadas de menos de 0,5 m de espesor a 693,48~; 698,69 m La perforación a 777,98 ~ 972,24 m encontró vetas de carbón 58, 9, 10 y 15, 16 y 17. Según el análisis de pruebas de carbón y roca, la fracción volátil del carbón 58 fue 19,649 y la del carbón 10 fue 15,82% ~ 29,36. % de carbono fijo El contenido de cenizas es del 36,90% al 56,84% y el contenido de cenizas es del 16,98% al 47,28%. El carbón 1-5 contiene materia volátil del 16,53% al 24,89%, carbono fijo del 57,05% al ​​70,02% y contenido de cenizas del 12,60% al 24,89%. 15 El carbón contiene materia volátil entre 23,41% ~ 24,34%, carbono fijo entre 65,12% ~ 67,76% y contenido de cenizas entre 8,82% ~ 10,54%. El contenido volátil de los carbones 16 y 17 es 16,77% ~ 21,60%, el carbono fijo es 39,17% ~ 65,57% y el contenido de cenizas es 12,84% ~ 14,77. Según el análisis de los microcomponentes de la roca de carbón, el contenido de vitrinita y semivitrinita del carbón 58 es del 77,18% al 85,8%, el contenido de sericita es del 14,2% al 22,4% y el contenido de quitina es del 0 al 0,5%. El contenido de vitrinita y semivitrinita del carbón E 9 y del carbón 10 es del 69,8% al 87,0%, el del carbón sedoso es del 12,3% al 29,7% y el del carbón quitinoso es del 0,5% al ​​1,2%. El contenido de vitrinita y semivittrinita de los carbones No. 2 y No. 4 es del 84,1% al 91,4%, y el contenido sedoso es del 8,6% al 15,9%. El contenido de vitrinita y semivitrinita del carbón 15 es del 82,4% al 92,5%, el contenido de sericita es del 7,3% al 17,7% y el contenido de quitina es del 0 al 0,2%. 16, 17 El contenido de vitrinita y semivitrina del carbón es del 62,2% al 85,4%, la sericita del 13,3% al 37,3% y la quitina del 0 al 1,3%. Los componentes microscópicos de los grupos de carbón antes mencionados son principalmente vitrinita y semivittrinita. La reflectancia de vitrinita del carbón E8 es 1,24% ~ 1,35%, el carbón E8 es 10, 1,25% ~ 1,32%, el carbón E2 es 1,49% y el carbón E4 es 65439%.

Al medir el contenido de gas de las rocas de carbón en el pozo Pingmei 1 y el pozo Pingmei 2, se concluyó que el contenido de gas del carbón E8 es de 4,66 ~ 12,40 m3/t, y el contenido de gas del carbón E9 en El pozo Pingmei 1 es de 6,88 ~ 9,79 m3/t, el contenido de gas del carbón E9 y el carbón 10 en el pozo Pingmei 2 es de 3,14. El carbón 1-4 en el pozo 2 de Pingmei es de 8,35 ~ 9,66 m3/t, el carbón 1 es de 5,43 m3/t, el carbón 15 es de 6,00 ~ 7,92 m3/t, el carbón 16 y 17 es de 3,29. Según el análisis de gas del Pozo 1 de la mina de carbón de Pingdingshan, el contenido de CH4 del carbón No. 8 y No. 9 es del 95,2% al 99,6%, mientras que el contenido de CH4 de la antracita es un 90% mayor y un 40% ~ 80% menor. Según el análisis de gas del pozo Pingdingshan No. 2, el contenido de CH4 del 45% de las muestras es del 60% al 90%, y el contenido de CH4 del 50% de las muestras es del 20% al 60%. Según la adsorción isotérmica de la roca de carbón, el volumen de carbón de Langmuir es de 20,98 ~ 25,67 cm3/g, la presión de Langmuir es de 1,77 ~ 3,18 mpa, la presión crítica es de 0,91 ~ 1,653 MPa:e9 y el volumen de carbón de Langmuir es de 18,44 ~ 18,53 MPa2 El volumen Rankine del carbón No. 4 es 25,39 cm3/g, la presión Rankine es 1,63 ~ 1,87 MPa y la presión crítica es 0,934 MPa. El volumen de calidad del carbón de los carbones 15, 16 y 17 es de 25,48 ~ 26,88 cm3/g, la presión de la calidad del carbón es de 3,16 ~ 3,70 mpa y la presión crítica es de 0,750 ~ 1,570 mpa.

Consulte " Colección de mapas de la cuenca de metano de lechos de carbón de China", "Mapa de contorno estructural del sinclinal de Pingdingshan", "Mapa de distribución de los pozos de exploración de metano de lechos de carbón en el sinclinal de Pingdingshan", "Mapa de espesor de la veta de carbón de la formación Pérmica Shanxi en el sinclinal inferior de Pingdingshan", "Espesor Mapa de la veta de carbón del Pérmico E en el sinclinal de Pingdingshan inferior" ", "Mapa de espesor de la veta de carbón del Pérmico D bajo el sinclinal de Pingdingshan", "Mapa de espesor acumulativo de la veta de carbón del Pérmico A, E y D bajo el sinclinal de Pingdingshan". Mapa de grados metamórficos del carbón y la roca en la Formación Pérmica Shanxi bajo el sinclinal de Pingdingshan, mapa de contenido de metano de la Formación Pérmico Shanxi bajo el sinclinal de Pingdingshan, mapa de contenido de pentano metano de la Formación Shizizi bajo el sinclinal de Pingdingshan, curva de adsorción de isoterma de pentano del pozo Pingmei 1, curva isotérmica de adsorción de pentano del pozo Pingmei 1.