什么是煤質(zhì)天然氣？

【專家解說】：煤型氣是指煤系有機(jī)質(zhì)（包括煤層和煤系地層中的分散有機(jī)質(zhì)）熱演化生成的天然氣。 煤田開采中，經(jīng)常出現(xiàn)大量瓦斯涌出的現(xiàn)象，如四川合川縣一口井的瓦斯突出，排出瓦斯量竟高達(dá)140萬立方米，這說明，煤系地層確實(shí)能生成天然氣。 煤型氣是一種多成分的混合氣體，其中烴類氣體以甲烷為主，重?zé)N氣含量少，一般為干氣，但也可能有濕氣，甚至凝析氣。有時(shí)可含較多Hg蒸氣和N2等。 煤型氣也可形成特大氣田，1960S以來在西西伯利亞北部K2、荷蘭東部盆地和北海盆地南部P等地層發(fā)現(xiàn)了特大的煤型氣田，這三個(gè)氣區(qū)探明儲(chǔ)量22萬億m3，占世界探明天然氣總儲(chǔ)量的1/3弱。據(jù)統(tǒng)計(jì)（M.T哈爾布蒂，1970），在世界已發(fā)現(xiàn)的26個(gè)大氣田中，有16個(gè)屬煤型氣田，數(shù)量占60%，儲(chǔ)量占72.2%，由此可見，煤型氣在世界可燃天然氣資源構(gòu)成中占有重要地位。我國煤炭資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)有6千億噸，居世界第三位，聚煤盆地發(fā)育，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有煤型氣聚集的有華北、鄂爾多斯、四川、臺(tái)灣—東海、鶯歌?！倴|南、以及吐哈等盆地。經(jīng)研究，鄂爾多斯盆地中部大氣區(qū)的氣多半來自上古生界C-P煤系地層（上古∶下古氣源=7∶3或6∶4），可見煤系地層生成天然氣的潛力很大。 2.成煤作用與煤型氣的形成 成煤作用可分為泥炭化和煤化作用兩個(gè)階段。前一階段，堆積在沼澤、湖泊或淺海環(huán)境下的植物遺體和碎片，經(jīng)生化作用形成煤的前身——泥炭；隨著盆地沉降，埋藏加深和溫度壓力增高，由泥炭化階段進(jìn)入煤化作用階段，在煤化作用中泥炭經(jīng)過微生物酶解、壓實(shí)、脫水等作用變?yōu)楹置?；?dāng)埋藏逐步加深，已形成的褐煤在溫度、壓力和時(shí)間等因素作用下，按長焰煤→氣煤→肥煤→焦煤→瘦煤→貧煤→無煙煤的序列轉(zhuǎn)化。 實(shí)測表明，煤的揮發(fā)分隨煤化作用增強(qiáng)明顯降低，由褐煤→煙煤→無煙煤，揮發(fā)分大約由50%降到5%。這些揮發(fā)分主要以CH4、CO2、H2O、N2、NH3等氣態(tài)產(chǎn)物的形式逸出，是形成煤型氣的基礎(chǔ)，煤化作用中析出的主要揮發(fā)性產(chǎn)物見圖5-9。 1.煤化作用中揮發(fā)性產(chǎn)物總量 2.CO2 3.H2O 4.CH4 5.NH3 6.H2S 從形成煤型氣的角度出發(fā)，應(yīng)該注意在煤化作用過程中成煤物質(zhì)的四次較為明顯變化（煤巖學(xué)上稱之為煤化躍變）： 第一次躍變發(fā)生于長焰煤開始階段，碳含量Cr=75-80%,揮發(fā)分Vr=43%，Ro=0.6%； 第二次躍變發(fā)生于肥煤階段，Cr=87%,Vr=29%,Ro=1.3%； 第三次躍變發(fā)生煙煤→無煙煤階段，Cr=91%，Vr=8%,Ro=2.5%； 第四次躍變發(fā)生于無煙煤→變質(zhì)無煙煤階段，Cr=93.5%,Vr=4%，Ro=3.7%，芳香族稠環(huán)縮合程度大大提高。 在這四次躍變中，導(dǎo)致煤質(zhì)變化最為明顯的是第一、二次躍變。煤化躍變不僅表現(xiàn)為煤的質(zhì)變，而且每次躍變都相應(yīng)地為一次成氣（甲烷）高峰。 煤型氣的形成及產(chǎn)率不僅與煤階有關(guān)，而且還與煤的煤巖組成有關(guān)，腐殖煤在顯微鏡下可分為鏡質(zhì)組、類脂組和惰性組三種顯微組分，我國大多數(shù)煤田的腐殖煤中，各組分的含量以鏡質(zhì)組最高，約占50～80%，惰性組占10～20%（高者達(dá)30～50%），類脂組含量最低，一般不超過5%。 在成煤作用中，各顯微組分對(duì)成氣的貢獻(xiàn)是不同的。長慶油田與中國科院地化所（1984）在成功地分離提純煤的有機(jī)顯微組分基礎(chǔ)上，開展了低階煤有機(jī)顯微組分熱演化模擬實(shí)驗(yàn)，并探討了不同顯微組分的成烴貢和成烴機(jī)理。發(fā)現(xiàn)三種顯微組分的最終成烴效率比約為類脂組:鏡質(zhì)組:惰性組=3:1:0.71，產(chǎn)氣能力比約為3.3:1:0.8，說明惰性組也具一定生氣能力。 其它的問題有所不知，請(qǐng)其他高人來解答。