能源地质学考试重点总结

第1页共72页能源地质学考试重点总结第一章沉积有机质的形成与聚集一、沉积有机质的三重属性（掌握）2、干酪根:不溶于有机溶剂的有机质浓缩物.沉积岩中有机质的含量大都在0.5～1.5％之间，生物遗体向沉积有机质转变分泥炭化作用和腐泥化作用3、腐植酸（HA）的定义：具有酸性、亲水性、吸附性和复杂多样结构的芳香性化合物。化合物稳定性序列（抗降解能力）蛋白质90%或C1%95%湿气（富气）：CH45%16、油页岩：(又称油田页岩)第2页共72页是一种高灰分(40)的固体可燃有机矿产，低温干馏可获得类似天然石油的页岩油。有机质含量较高，主要为腐泥质、腐殖质或混合型，其发热量一般4.1868MJ／kg。国际煤岩学委员会会议确定，灰分产率≥50~90%，液态烃产率达到45~250kg/t的页片状岩石，称为油页岩。第三章沉积有机质的性质和利用1）吸附性——吸附方式：物理吸附，范德华力。吸附模型：单层吸附，多层吸附，容积充填理论。吸附状态：过饱和，饱和，欠饱和2）渗透性是指煤允许流体通过的性质。可分为宏观裂隙裂隙渗透率紊流绝对渗透率分级显微裂隙裂隙渗透率达西渗流分类第3页共72页单相渗透率H2O、CH4孔隙基质渗透率菲克扩散双相渗透率渗透率的各向异性：受裂隙发育的非均质性控制，一般垂向渗透率小于水平渗透率，面裂隙方向渗透率优势明显。六、煤的化学工艺性质1、煤的发热量煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧所产生的全部热量，以符号Q表示。2、煤的粘结性和结焦性粘结性—指煤粒(d＜0.2mm)在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质形成焦块的能力。结焦性—指煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭（焦炭强度和块度符合冶金焦的要求）的性质。影响粘结性和结焦性的因素：影响煤粘结性和结焦性的因素有煤化程度、煤岩成分、煤的还原程度、风氧化程度、煤中矿物杂质的含量等。七、煤的可选性及评价方法第4页共72页1、选煤选煤是利用煤与矿物杂质物理化学性质的不同，设法除去或减少煤中的矿物杂质，把煤分成不同质量和规格的产品。①重力选煤：跳汰洗煤(占60%)，重介质洗煤(占23%)②浮游选煤：利用煤与矸石表面湿润性的不同适于粒度＜0.5mm的粉煤(占14%)。③特殊的选煤方法：如干选、静电选、磁选、摩擦选、风选、滚筒碎选、人工拣矸等(占3%)2、煤可选性的评价方法—把矿物杂质从煤中分离出来以达到工业用煤要求的难易程度称煤的可选性。采煤样进行筛分和浮沉实验，并据其结构进行评价。极易选煤：±0.1邻近密度物出率＜10%、易选煤：0～20%、中等可选煤：20～30%、难选煤：30～40%、极难选煤：＞40%3、影响煤可选性的因素①煤中矿物质的成分、颗粒大小、数量及分布特点②煤岩组成第5页共72页③煤的粒度④分选密度第四章沉积有机质的演化作用一、沉积有机质演化阶段1、沉积有机质的完整演化历程包括：沉积作用、埋藏作用、风化作用2、流体：无机流体和有机流体干气：泥炭～褐煤阶段3、天然气的形成经历湿气：气煤~焦煤阶段干气：贫煤~无烟煤阶段4、生油门限或石油生成线：褐煤~长焰煤阶段生油死限或石油死亡线：焦煤阶段的初期“生油窗”：生油门限与生油死限之间二、沉积有机质演化标志1、物理、化学标志应具备的条①演化程度相同时，性质稳定或变异性较小；②在沉积有机质中分布广泛，易于寻找；③演化程度不同时，同种参数的演化幅度要足够大；④第6页共72页是沉积有机质的主要成分或重要成分,代表性较强；⑤面积要足够地大，便于观察测量主要的参数类型物理参数：Ro,max、Ro,ran、Ro,m化学参数:Vdaf、Qdaf、Mad有机元素:Cdaf、Hdaf、Odaf及其原子比（H/C和O/C）辅助参数：显微硬度、荧光参数以及某些光谱参数等三、沉积有机质的演化产物1、沉积固态有机质产物演化的总体规律：①某些原生显微组分消失，同时新生成了某些显微组分；②肉眼可见的光泽逐渐增强，条带状结构趋于明显；③显微组分的荧光性和透光性逐渐消失，反光性持续增强；④孔隙性、吸附性等物理性质出现规律性演化；4、表4-1沉积有机质演化跃变的主要特征5、、演化的地球化学机理：缩聚作用、降解作用6、有机质演化的地质因素:受热温度、受热时间、演化压力第7页共72页演化时限：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。四、有机质演化的类型1、深成演化作用：是在正常地热场条下、埋藏深度不断加大的过程中进行的。希尔特定律：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。{1）等演化线或等演化面的产状往往与煤层的产状无关，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，在水平分带第8页共72页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，出现了镶嵌结构、似流变结构、裂解碳等各类新生光学结构5）次生气孔较为发育，尤其是在镜质组中普遍可见；6）同生矿物受到较为强烈的改造，黄铁矿等的重结晶明显；7）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；8）蚀变矿化现象普遍存在，广泛发育热液脉体，F、Cl、As等与岩浆期后热液有关的元素往往较为富集，特别是流体包裹体，是一种良好的地质温度计和地质压力计。9）重磁异常：隐伏岩体的存在，正航磁异常}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{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、变质结构第9页共72页1、沉积有机质的动力演化作用摩擦热假说、机械化学假说、动力能假说第五章煤层和油气藏的形成和变化一、沉积相概念1沉积相-----沉积相是一定沉积环境下的沉积特征的综合2、沉积环境：自然地理条、气候条、构造条、沉积介质的物理性质、沉积介质的地球化学条3、沉积相标志：岩性特征、古生物特征、地球化学特征、地球物理特征4、相序递变：沉积相在时间上和空间上的连续变化。沃尔索相律（相律连续性原理或相律递变规律）：只有在横向上成因相近且紧密相邻发育的相才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。二、沉积体系概述1沉积体系：具有统一物源、统一水流动体制、在成因上具有共生关系的沉积组合而成的巨大三维沉积体2、体系域—沉积体—相—亚相—微相构造层序—层序—小层序组—小层序—微层序3、含能源资源的沉积体系①第10页共72页具能源资源的沉积盆地都是多种沉积体系复合充填的结果“五史”：构造史、沉积史、埋藏史、热演化史、生烃—运移史古构造古气候古生物古地理②含能源资源的沉积岩系，其围岩与化石燃料矿产在成因上具有共生关系含油岩系含煤岩系含气岩系含油页岩岩系4、含煤岩系——是一套在成因上有共生关系并含有煤层（或煤线）的沉积岩系。含煤岩系的顶底界不一定是同时的，有时是穿时的。岩系的旋回结构——煤系沉积层序中有共生关系的岩性、岩相等特征有规律的重复交替现象。三、冲积扇沉积体系——从山地峡谷向开阔平原转变地带上的一种河流沉积体系，呈扇形或半圆锥状、以粗粒碎屑占优势的堆积物。第11页共72页特征：冲积扇是陆地上最靠近物源区的沉积体系，粒度粗，分选差，沉积速率高类型：潮湿气候带湿地扇或湿扇裂谷带断陷盆地气候构造干旱气候带旱地扇或干扇走滑断裂拉分盆地1、（1）、湿地扇沉积特征亚相：扇顶近源相、扇中中段相、扇尾远端相特征：粒度、分选性、层理、泥石流、水流搬运、垂向结构辫状河：水道浅、常见冲刷现象、水道呈辐射状分布扇顶（泥石流、砾质坝、砾质辫、状河道）；扇中（砾质和砂质辫状河道、砾质坝与砂质坝）；扇尾（洪泛平原、砂质辫状河道、砂质坝）（2）、扇三角洲——冲积扇直接进入水体在滨湖或滨海地带形成的粗碎屑扇状体亚相：陆面冲积扇相、扇三角洲平原相、水下扇三角洲相第12页共72页特征：水下部分的改造、重力流、沉积相组合复杂2、冲积扇体系与能源资源①泥岩沼泽发育的位置②油、气储层，形成油气藏铀矿资源③铀矿资源④地下水资源四、河流沉积体系—河流环境内形成的一套有成因联系的沉积相组合。1、河流沉积类型2、河流沉积亚相心滩河漫滩河道亚相边滩泛滥盆地亚相河漫沼泽河床滞留沉积第13页共72页河漫湖泊河岸亚相：天然堤、决口扇牛轭湖：废弃河道3、主要河流沉积特征1》辫状河的沉积特征：①缺少明显的天然堤②洪泛沉积不发育纵向砂坝③具各种类型的河道坝沉积————横向砂坝③心滩发育侧向砂坝2》曲流河的沉积特征：第14页共72页（1）岩性（2）粒度概率曲线（3）沉积构造（4）C-M图（帕塞加图）5）生物化石（6）地球化学（7）地球物理特征（8）横向、垂向变化3》网结河的沉积特征：河道在平面上交织成网状，河道十分稳定，河道间发育河心岛或植被岛的河流。河道坡度小，弯度多变，导致频繁的溢岸洪泛。湿地环境占60~90%，河道环境分布局限.与河道沉积有关的相：河道相、决口扇相、天然堤相与湿地有关的相：湖泊相、沼泽相、泥炭沼泽相4、河流沉积与能源资源：（1）冲积平原、岸后沼泽、废弃河道、牛轭湖是泥炭沼泽发育的场所（2）河流沉积也有石油、天然气储集五、湖泊沉积体系1、特征（1）湖泊的碎屑沉积速度比海盆要快（2）湖水波浪的影响范围要小（3）湖泊对气候因素的影响反应较快六、三角洲沉积体系1、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，称为三角洲七、滨浅海带沉积体系1、滨海带一般指滨海平原的外缘一直到海水第15页共72页浪基面以上的地带。2、类型：陆源碎屑滨海带、碳酸盐滨海带3、陆源碎屑滨海带沉积物的来源：沿岸流搬运的远方河流沉积物、向陆搬运的大陆架沉积物、局部的陆岬侵蚀产物、小的滨岸水系携带的沉积物4、碳酸盐岩滨浅海带1》、形成条：1）具有温暖的浅水2）具有清水环境3）沉积物主要是生物化学成因的2》、沉积模式：1）碳酸盐缓坡的沉积体系2）碳酸盐陆架或镶边陆架沉积体系5、碳酸盐缓坡的沉积体系与碳酸盐陆架或镶边陆架沉积体系的差别1）前者表面的坡度极缓，后者则存在明显坡折；2）缓坡不存在生物礁；3）前者内坡相碳酸盐产率比后者台地顶部少；4）海平面略下降时，前者各相不会同时完全暴露，向海方向迁移；5）海泛发生时，前者缓慢淹没，泥炭沼泽发育，形成厚煤层八、煤层的形成和煤层的特征（一）煤层的形成1、泥炭的堆积的条第16页共72页碎屑沉积物的注入贫乏植物的大量繁殖有机质的保存2、补偿方式①过度补偿—沼泽水面上升速度植物遗体的堆积速度（二）煤层的结构、顶底板1、煤层的结构简单结构煤层复杂结构煤层2、煤层顶、底板直接顶、伪顶，根土岩岩石类型、封盖性、稳定性九、煤厚和形态变化及其控制因素1、泥炭沼泽基底不平①“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第17页共72页基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部位尖灭变薄，呈现超覆样式。2、沉积因素:（1）沉积体系（2）同沉积构造包括：基底断裂系，盆内次级同沉积褶皱和盆内同沉积断裂3、煤层的冲蚀4、后期构造变动5、岩浆侵入6、岩溶作用造成的无煤陷落柱十1、圈闭: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。储集层圈闭形成的必要条盖层遮挡条（封闭条）2、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。3.储集层:（1）凡是能够存储和渗滤流体（油、气、水）的岩层都可以称之为储集层。（2）储集层类型碎屑