中国矿业大学能源地质学考点cumt.docx

中国矿业大学能源地质学考点cumt.docx

《中国矿业大学能源地质学考点cumt.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国矿业大学能源地质学考点cumt.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

中国矿业大学能源地质学考点cumt

一．我国能源认识

1）能源定义：

可以直接或通过转换为人类提供所需有用能的资源。

能源主要分为可再生（太阳能、地热能、水力能、风能、海洋能、生物质能、氢能）和非可再生（煤、石油、天然气、油页岩、核能）；一次能源和二次能源；常规、非常规能源。

2）能源现状：

目前人类利用的能源主要是化石能源，即煤、石油、天然气，其次是水力能和核能。

从能源生产和利用的发展趋势来看，二十一世纪天然气的利用强度将超过煤和石油，核能和太阳能也会得到较快的发展。

就中国能源资源而言：

煤炭资源量占95%，石油、天然气仅占5%。

中国目前能源生产构成是以煤为主，即煤占75%，石油占12%，天然气占4%，水电占7%，核能占2%。

3）发展趋势：

从能源生产和利用的发展趋势来看，煤炭的主导地位在相当长的时期内不会发生根本性改变，但在能源结构中的比例将有所下降，天然气的利用将会快速增长，水能、核能、风能、太阳能、地热能、潮汐能也会得到较快的发展。

中国本世纪的能源仍以常规化石能源：

煤炭、石油、天然气为主，天然气在中国本世纪能源结构中的比例将有所提高；

4）常规能源源挖潜：

海洋石油、天然气资源开发；偶达可采煤层、石煤及矿井损失煤炭资源开发

5）新能源开发：

煤层气、生物质能、碳水化合物，其它星球能源

6）能源策略：

节能优先战略、优化能源结构战略、发展洁净煤技术、保证能源供应安全策略（多元化、多边化、多途径进口能源）、替代策略。

二.沉积有机质演化的地质因素：

（一）受热温度：

地热场温度由大地热流形成，即地温梯度乘埋藏深度再加上地表浅处恒温带温度。

地温梯度：

单位深度条件下地温的变化幅度，一般用℃/100m表示。

大地热流值：

地温梯度与岩石热导率之间的乘积，用HFU或mW/m2表示。

其他地质因素相同时，受热温度高，演化程度高，与温度之间表现为指数关系。

同时隐含时间因素。

受控于构造历史及古地热场类型；不可逆转。

（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。

要求温度达到临界活化能所需，其他地质因素相同时，时间长的演化程度高；短时高温可以跟长时低温程度相近；无不整合面则无演化间断。

（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。

有机质演化类型：

1）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：

沉积有机质的演化程度随埋深的加大而增高的现象。

2）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。

1）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。

2）岩浆接触热演化作用：

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6）常有围岩蚀变现象，变质岩、变质结构

3）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。

三．三角洲沉积体系

定义：

一般认为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。

通常是将河流入海的许多分支中，第一个分支以下的河流沉积地带，称为三角洲。

划分：

按照河流作用的强度及沉积体的几何形态，划分为伸长的鸟足状三角洲和朵状三角洲；按照海水的波浪和潮汐作用，海洋作用为主的三角洲又分为浪控三角洲和潮控三角洲；根据沉积物的沉积速度和构造下沉速度的关系，三角洲还区分为浅水三角洲与深水三角洲。

下面以河控三角洲为例来论述其沉积相组成及其与能源矿产的聚集关系。

1）沉积亚相组成与沉积特征

河控三角洲沉积体系是由三角洲平原沉积、三角洲前缘沉积、前三角洲沉积，以及三角朵叶体之间的三角洲间湾沉积构成。

三角洲平原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，它主要由分流河口坝砂及前缘席状砂构成。

下三角洲平原上的分流间湾是位于河道间地带与海水勾通的微咸水体，这种浅水海湾如果被分流河道的发展所封闭，就可形成浅水湖泊或浅水沼泽，其沉积常与决口扇沉积密切共生。

2）与能源矿产的聚集关系

在不断推进的三角洲平原及三角洲前缘滨岸地带，都是泥炭沼泽发育的良好场所。

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、湖交会的地带，气候潮湿，生物的繁衍速度是极大的，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。

四.影响煤层形态和厚度变化的主要因素有哪些？

1）泥炭沼泽基底不平

①煤层底板或基底岩层界面呈凹凸起伏而顶板界面却比较平整，即“顶平底不平”；

②往往在含煤岩系的底部或下部的煤层煤厚变化极为不规则；

③基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部位尖灭变薄，煤层的分层和层理多为下伏的基底岩层界面所截切，呈现超覆样式。

2）沉积因素①沉积体系对煤层厚度、形态变化的影响（冲积扇：

盆缘尖灭、盆地方向变薄分叉，远端厚层；泛滥盆地透镜体，两岸侧尖灭）②沉积体系对煤层分叉类型的影响（沉积透镜体、连续分枝型、之字形分叉）

3）同沉积构造①基底断裂系控制的煤层分带②盆内次级同沉积褶皱③盆内同沉积断裂活动

4）煤层的冲蚀顶凸构造①煤层的同生冲刷②河流充填负载构造

5）后期构造变动；6）岩浆侵入7）岩溶作用造成的无煤陷落柱

9.能源资源聚集的控制因素?

含能源资源的沉积往往仅出现于沉积盆地演化的一定阶段和一定部位，在时序和空间上可以过渡为含它沉积矿产的沉积岩系，组成可燃有机岩沉积序列或沉积矿产序列。

研究能源资源时不仅应当从盆地的多重含义出发，而且应当把整个沉积盆地作为一个整体，才能全面地阐述能源资源的聚积、分布和迁移的规律。

首先,植物遗体的大量堆积是聚煤作用发生的物质基础,也是含煤盆地形成的物质基础之一。

丰富的有机质为含油母质的形成与聚集提供了基础,它构成了含油气盆地不同于其他沉积盆地的特征。

其次,古气候是各类生物繁衍、及其残体转化为能源资源和保存的前提条件。

地史期的煤作用主要发生于温暖潮湿气候带，而湿度是主导的因素。

聚煤盆地形成必然在潮湿气候带覆盖的地区。

对于油气盆地来说大量有机质的富集更是依赖于盆地形成时的古气候特征。

适宜的沉积古地理环境为沼泽发育、植物繁殖和泥炭聚积提供了天然场所。

从总体上看，泥炭沼泽往往分布于剥蚀区至沉积区的过渡地带，既受到剥蚀区位置、范围、性质、抬升速率和物源供应的影响，又受到沉积区位置、范围、沉降速率、稳定水体及其水动力条件的影响。

古构造是作用于能源盆地诸因素中的主导因素，地壳的缓慢沉降是泥炭层堆积和保存的先决条件，含煤岩系由煤层和以浅水环境为主的碎屑沉积物组成，也是地壳边沉降、边堆积的结果。

聚煤盆地的形成与地壳一定程度的活动性有关，是地壳运动过程的产物。

油气盆地的形成更是离不开一个稳定持续沉降的大地构造条件。

构造运动的作用还为油气的的转化和运移与富集创造了条件。

10.简述油气运移的驱动力?

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；构造运动所产生的应力，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。

2）水动力：

水动力作用是指地下水流动时对油气的携带作用

3）浮力：

油、气、水的密度是各不相同的，浮力导致水、油、气在垂向上的分异作用。

4）毛细管力：

油、水与岩石接触的表面张力不同，造成其对岩石的湿润程度不同。

5）地静压力：

在沉积岩系中，上覆沉积物的重量对下伏沉积物的静压力。

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。

43.圈闭是地下储集层中能够阻止油气继续向前运移，并且使油气在其中聚集起来的一种场所。

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

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。

影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）必要的保存条件

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：

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。

2断块油气藏的特征①在断层附近容易形成高产油气区②含油面积形状多和断块的形状相似③油、气、水的布格局比较复杂④油气的富集带常常是聚集于断层靠近油源的一侧

b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，常有底水和边水，混合式生储盖组合。

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。

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---使已形成的油气藏免遭破坏、

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；

12．有机质区域岩浆热演化的特点？

岩浆向地壳浅部侵入，但岩浆体未能进入含有机质地层。

岩浆岩体往往规模较大，热能高，热影响半径大，导致异常高地热场，具有区域分布特征。

1等演化线或等演化面的产状往往与煤（岩）层的产状无关，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，出现各类新生光学结构，次生气孔较为发育；

5同生矿物受到较为强烈的改造，黄铁矿等的重结晶现象十分明显；

6与同时代、相似埋藏历史的沉积有机质相比，镜质组反射率以及反射率梯度往往高，

双反射率相对强烈；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；

7蚀变矿化现象普遍存在；同时，围岩的孔隙度有所降低，而密度、粘土矿物结晶度

等有所增高。