浅析影响煤层气藏形成和保存的因素
简述煤层气的赋存及开采机理
简述煤层气的赋存及开采机理煤层气是一种以煤层作为富集和储存层的天然气资源。
它与石油和天然气一样，属于化石燃料的一种，具有高热值、清洁环保等特点，被广泛应用于工业、民用和交通等领域。
煤层气的赋存和开采机理涉及到地质学、煤学、岩石力学等多个学科，下面将从煤层气的赋存状态和开采过程两个方面进行简述。
一、煤层气的赋存状态煤层气主要以吸附气和游离气的形式存在于煤层中。
吸附气是指煤层中气体分子与煤质表面发生物理吸附作用形成的气体，它主要存在于孔隙中和煤质表面的微孔中。
游离气是指煤层中气体分子不与煤质发生吸附作用，直接存在于煤体的裂隙中。
煤层中的孔隙主要包括微孔、裂隙和堆积孔隙等，其中微孔是煤层气主要的储存空间。
煤层气的赋存状态与煤质、煤层厚度、地下温度和地下压力等因素密切相关。
二、煤层气的开采过程煤层气的开采过程主要包括勘探、开发、生产和利用四个阶段。
1. 勘探阶段勘探是确定煤层气资源储量和分布的阶段。
通过地质勘探、地球物理勘探和钻探等手段，获取煤层气地质储层参数和地下地质构造信息，以确定适宜的开采地点和开采方式。
2. 开发阶段开发是指利用各种开采技术将地下的煤层气资源转化为可利用的气体。
常见的开发技术包括水平井钻探、压裂和抽采等。
水平井钻探是将钻井技术与井筒完井技术相结合，钻设水平井以提高开采效率。
压裂是指通过注入高压液体将煤层裂缝扩展，以增大气体流动通道。
抽采是通过抽取地下水和降低地下压力，从而促使煤层气向井筒中流动。
3. 生产阶段生产是指煤层气从地下储层中抽采到地面，并进行处理、净化和输送的过程。
煤层气经过地面的分离、除水、脱硫和除尘等工艺处理后，可以供应给工业、民用和交通等领域使用。
4. 利用阶段利用是指将生产的煤层气应用于各个领域。
煤层气可以作为燃料供应给发电厂、工业企业和居民用户使用，也可以作为替代燃料用于交通运输。
煤层气的赋存及开采机理是一个复杂而系统的过程，涉及到多个学科的知识。
通过深入研究煤层气的赋存规律和开采技术，可以有效开发和利用煤层气资源，实现能源的可持续利用。
煤层气成藏机理分析
• 举例：新田井田煤岩监定结果：区内煤的 微观煤岩类型，均为微惰镜煤，煤的有机 总量占71.19-88.65%, 一般在81-88%之间。 镜质组占有机显微组分的80.61-87.82%, 平 均84.24%。煤岩有机显微组分含量中镜质 组含量高，煤层生气潜力大。
• 5、热动力条件好，有利于煤层气的大量生 成。煤岩热演化生气与温度条件密切相关。
三、煤层气保气条件
• 1、良好的封闭条件 • 2、构造运动 • 3、地下水动力条件
1、封闭条件
良好的封闭条件才能使煤层气得以保存，封闭层对 于煤层气藏的作用主要是维持吸附与解吸的平衡， 减少游离气的逸散和减弱交替地层水的影响。上覆 岩层是超致密层，具有良好的毛细封闭能力，气体 扩散运移速度是相当缓慢的。上覆岩层是渗透层， 排替压力很小，扩散运移快，气体则会向砂岩中运 移，再加之水动力的影响，煤中吸附气也会从基质 中解吸出来转移到渗透层中去。上覆岩层是具有生 气能力强的烃源岩，则会阻止煤层甲烷气向上逸散。 总之，盖层的质量越好，封闭能力越强，煤层气逸 散很慢；盖层差，失去毛细封闭能力，气体逸散速 度快。
2、构造运动
地壳的升降运动可以改变地层的温压条件， 打破煤层中原有的平衡条件，使吸附气与 游离气相互转化，从而影响煤层气的保存， 断裂运动会使地层发生断裂，断裂对于常 规天然气藏无疑会成为油气散失的通道， 岩浆活动及其它热运动也会改变煤层气的 平衡条件，从而影响煤层气的保存条件。
3、地下水动力条件
• 2 、地质沉积环境。国内外煤层气勘探与研 究表明在海陆交互沉积中形成的煤层生气 潜力大，有利于煤层气气藏的形成。 • 3 、煤层情况。 煤层气是伴随煤炭形成而 产生的一种清洁、高效的非常规天然气资 源。一般来说，煤层厚度大，分布稳定是 煤层气成藏的物质基础。
第三章-煤层气的成因分析
1
煤是成分与结构十分复杂的固体化石燃料，也是烃 类气体的源岩和储集层。在成煤作用的泥炭化作用阶段、 成岩作用和变质作用阶段以及后期煤层抬升阶段，在微 生物、温度、压力的作用下，伴随煤（或泥炭）成分与 结构的变化，都有烃类气体的形成。而不同阶段、不同 成因类型的烃类气体具有不同的成分与同位素特征。
成因类型
示踪指标
同位素组成 δ13C1(PDB), δDCHa(SMOW)
生物 成因
原生生物成因气 次生生物成因气
δ13C1<-55‰ δ13C1<-55‰ δD1:-250～-150‰
组分比值 C1/C1-5>0.95 C1/C1-5>0.95 CO2含量极低
热降 解气
有机 成因
热成 因
原生热成 因
CH4/C2H6=1000 CO2 含量<5%
相对富含重烃气 贫或无重烃气， 且以乙烷为住
Ro<0.3 0.3-1.5 Ro>0.5 0.76-3.11
次生生物气生成的条件： 煤层埋藏并煤化到褐煤 或较 高煤级 ；区 域隆 起 或 抬升；适宜的煤层渗透 性；沿盆地边缘有流水回 灌到 盆地煤 层 中；可 获 得 细菌并朝煤层方向运输 热成因气的生成分成早 期和主要期两个阶段
受微生物的 CO2 还原生 成
d13C1 值与源岩 Ro 值呈正 相关关系 d13C1 值不随源岩 Ro 值增 大而变重
澳大利亚 Sydney 和 Bowen 盆
地
位这 素些 组分 成类 和主 煤要 阶依 。据
煤 层 气 的 组 分 组 成 和 甲 烷 碳 、 氢 同
16
煤层气成因可分为两大类：有机成因和无机成因
二、煤的化学结构与双组分模式
国内煤层气赋存规律的影响因素分析
国内煤层气赋存规律的影响因素分析摘要：本文主要通过讨论我国煤层气生成及含量的影响因素、煤层气保存的条件、煤层气在煤储层中赋存的方式，从而分析国内煤层气赋存规律的影响因素。
关键词：煤层气赋存方式含气量保存条件0 引言煤层气（cbm）是以自生自储式为主的非常规天然气，它主要贮存于煤层及其邻近岩层之中。
我国是煤炭资源大国，煤层气资源也极为丰富，近几年随着对煤层气研究的日益深入，煤层气开发和利用具有远大前景。
据测算，埋深小于2000m的煤层气资源量为31.46万亿m3，与陆上常规天然气资源量相当，并与其在区域分布上形成良好的资源互补。
因而通过探讨煤层气赋存的有利条件及不利条件，从而得出煤层气赋存的评价方法，对我国煤层气勘探开发及有利区块的选定具有重要的意义。
1 煤层气的赋存方式煤层气以三种状态存在于煤层之中：溶解状态，溶解于煤层内的地下水中；游离状态，其中大部分存在于各类裂隙之中，以游离态分布于煤的孔隙中；吸附状态，吸附在煤孔隙的内表面上。
溶解状态甲烷含量较少，一般以游离态和吸附态甲烷为主。
1.1 吸附状态煤层气煤层与常规天然气储层的不同主要表现在，大多数的气体都是以吸附的方式在煤层中储存的。
测算结果表明，吸附状态的气在煤中气体总量中大约占到的0%～95%还多，具体比例需要看煤的变质程度，埋藏深度等方面的影响。
由于煤是一种多孔介质，煤中的孔隙大部分为直径小于50nm的微孔，因而使煤具有很大的内表面积，（据测定，1g无烟煤微孔隙的总面积可达200m2之多，超过一般孔隙的2000倍）气体分子产生很大的表面吸引力，所以具有很强的储气能力。
在我国，中、高变质程度的烟煤和无烟煤中实测煤层气含量（干燥无灰基）比低变质褐煤要高的多。
煤中吸附气含量，可以用直接法通过煤样解吸试验得到，也可以用间接法通过langmuir方程计算求得。
其中：p—气体压力kg/cm2）；a—实验温度下最大吸附量（cm3/g·可燃物）；b—取决于实验温度及煤质的系数（kg/cm2）-1；煤吸附煤层气（甲烷）的能力与多种因素有关，主要有以下几个方面：①一般情况下，随着煤变质程度的提高，其吸附气的能力逐渐增加。
中国煤层气富集成藏规律
中国煤层气富集成藏规律
中国煤层气富集成藏规律是指煤层气在地质环境下形成富集和保存的规律。
煤层气是一种天然气，在煤炭矿井中富集而成，是一种重要的能源资源。
煤层气的形成、富集和保存受到地质构造、煤层特性、气体来源和运移等因素的控制。
根据中国煤层气资源的分布特点，可以将中国的煤层气富集成藏规律分为以下几个方面：
一、地质构造控制法则：地质构造是煤层气形成、富集和保存的重要因素之一。
在中国煤层气资源的分布中，大部分都分布在古近系地层，随着地质历史的演化和构造变化，煤层气的富集和保存也受到了不同的控制。
比如，华北地区的煤层气主要富集在向阳坡和背风坡的下部，沿断裂带较为富集；而川西南地区的煤层气则主要分布在下凹区和向东倾斜的断块带内。
二、煤层特性控制法则：煤层物性是影响煤层气形成、富集和保存的重要因素之一，包括孔隙度、渗透率等。
不同类型的煤层气田，其物性特点亦不尽相同。
例如，北部地区的煤层气孔隙度较大、渗透性较强，而华南地区的煤层气则相对较为粘稠，导致开采难度较大。
三、气源和运移控制法则：煤层气的气源主要来自于煤层中的天然气、生物气等，在煤层中运移和富集后形成煤层气。
不同气源的煤层气，其成藏规律也有所不同。
例如，华北地区的煤层气以天然气为主，成藏主要受到气源控制；而四川盆地的煤层气以生物气为主，成藏主要受到热演化和构造运动的控制。
以上是中国煤层气富集成藏规律的一些基本介绍，其中的细节和相关数据还需要根据实际情况进行研究和分析。
浅谈煤层气藏保存条件
浅谈煤层气藏保存条件【摘要】煤层气是一种重要的非常规天然气资源，其保存条件影响着煤层气资源的利用和开发。
本文首先介绍了煤层气的定义和重要性，然后详细阐述了煤层气生成的条件、保存的主要控制因素、富集机制、气体运移方式以及煤层气的吸附特性。
结论部分讨论了煤层气藏保存条件的综合影响、煤层气开发的前景以及煤层气资源的可持续利用。
通过全面了解煤层气的保存条件，可以更好地实现煤层气资源的有效开发和利用，推动我国煤层气产业的健康发展。
【关键词】煤层气藏、保存条件、生成条件、主要控制因素、富集机制、气体运移方式、吸附特性、综合影响、开发前景、可持续利用。
1. 引言1.1 煤层气藏的定义煤层气是指在煤层中自然形成的一种天然气，主要成分是甲烷，同时还含有少量的乙烷、丙烷等烃类气体。
煤层气是一种非常珍贵的清洁能源，具有良好的环保性和经济性，对于缓解能源危机、改善能源结构、保护环境具有重要意义。
煤层气是在地质年代沉积而成的煤层中富集的天然气，是在地质作用过程中形成的。
煤层气的形成需要具备一定的地质、地球化学和物力学条件。
煤层气的形成与煤层的地层特征密切相关，煤层气藏是固体、液体和气体共存的复合相态体系。
煤层气在地质地球化学条件下，形成的气态烃类，在煤层中的密集程度大于地表的任何矿物质，具有较强的吸附能力和孔隙介质吸气能力。
浅谈煤层气藏保存条件的研究，是推动中国煤层气资源科学开发和普遍利用的必然要求。
1.2 煤层气藏的重要性煤层气是一种天然气资源，是煤炭中固定的天然气，在过去被视为煤炭开采的附属资源，而现在煤层气已经成为独立的能源资源。
煤层气不仅是一种清洁能源，而且也是一种可以替代传统能源的重要资源。
随着全球能源需求的增加，煤层气的重要性日益凸显。
煤层气在环境保护方面具有巨大优势，因为燃烧煤层气产生的二氧化碳排放量比燃烧煤炭要少很多。
煤层气开发可以减少对传统能源资源的依赖，降低能源供给的不稳定性，提高国家能源安全水平。
在经济方面，煤层气的开发利用可以刺激当地经济发展，提高当地居民的生活水平。
国内煤层气赋存规律的影响因素分析
２５１ 倾斜 构造 。 ．． 在其 它条 件近 似 ， 层 围岩封 闭条件 大。 反 ， 煤 相 在构造 抬 升 的情况 下 ， 效地层 厚度 不再 是原 来 有
较 好 的情 况 下 ， 一般 倾 角平 缓 的煤层 所 含 的煤层 气 量较倾 那样 厚 ， 致煤 层 气 的散 失 ， 导 如徐 州 、 山东等 地 一些煤 田的 角 陡 的煤 层 要大 。 这是 因为前者 的煤层 气运 移 路 线长 ， 煤 层埋 藏过 浅 ， 所 煤层气 保存 量甚 微 。 受 阻力 大 ， 气体 运移 难 。 ３３２ 断裂构 造。断裂构造 的影 响是多 方面 的 ， ．＿ 特别 是 ２５２ 褶 曲构造 。 一般 巷道 中 的小型 褶 曲对煤 层气 含 断裂类型 ， ．。 不仅对煤 层 的完整性 和煤层 的封 闭条件 ， 而且 对 量 影 响不 大 ， 影 响 的主要 是大 、 有 中型 褶 曲。 区域 构造来 煤体 结构 、 微特征和 煤 的孔 渗性均 有不 同程 度的影 响。 从 显 正断层一般 为开 放型 ， 闭性较差 ： 断层 多属压性 、 封 逆 压 看 ， 密褶 皱 地 区往 往煤 层气 含 量高 。矿 区规 模 的 大型 向 紧 封 煤层 甲烷 大量解 斜 相 对 埋 藏 深度 大 ， 型背 斜相 对埋 藏 浅 ， 种 差 异 对 煤 扭性 ， 闭性 能好。 断层面 附近 为低压 区 ， 大 这
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浅析影响煤层气藏形成和保存的因素
浅析影响煤层气藏形成和保存的因素摘要:煤层气已成为一种新兴的非常规天然气资源。
煤层气是成煤物质在煤化过程中生成并储集于煤层中的气体,本文主要论述了影响煤层气藏形成和保存的诸多因素,对煤层气的勘探开发和合理利用都具有重要的指导意义。
关键词:煤层气形成保存煤层气俗称“瓦斯”,其主要成份为高纯度甲烷,是近二十年在世界上崛起的新型能源,其资源总量与常规天然气相当。
煤炭开采中排出的大量煤层气作为一种新型能源,具有独特的优势,是优化一次能源结构的重要组成部分,是优质的能源和基础化工原料。
1 煤层气的成因类型与形成机理植物体埋藏后,经过微生物的生物化学作用转化为泥炭(泥炭化作用阶段),泥炭又经历以物理化学作用为主的地质作用,向褐煤、烟煤和无烟煤转化(煤化作用阶段)。
在煤化作用过程中,成煤物质发生了复杂的物理化学变化,挥发份含量和含水量减少,发热量和固定碳的含量增加,同时也生成了以甲烷为主的气体。
煤体由褐煤转化为烟煤的过程,每吨煤伴随有280～350m3(甚至更多)的甲烷及100～150m3的二氧化碳析出。
泥炭在煤化作用过程中,通过两个过程,即生物成因过程和热成因过程而生成气体。
生成的气体分别称为生物成因气和热成因气。
1.1生物成因气生物成因气是指在相对低的温度(一般小于50℃)条件下,通过细菌的参与或作用,在煤层中生成的以甲烷为主并含少量其它成分的气体。
生物成因气的生成有两种机制,即二氧化碳的还原作用和有机酸(一般为乙酸)的发酵作用。
尽管两种作用都在近地表环境中进行,但根据组分研究,大部分古代聚集的生物气可能来自二氧化碳的还原作用。
煤层中生成大量生物成因气的有利条件是:大量有机质的快速沉积、充裕的孔隙空间、低温和高pH值的缺氧环境。
按照生气时间和母质以及地质条件的不同,生物成因气有原生生物成因气和次生生物成因气两种类型,两者在成因上无本质差别。
1.1.1原生生物成因气原生生物成因气是在煤化作用阶段早期,泥炭沼泽环境中的低变质煤(泥炭到亚烟煤)经细菌等有机质分解等一系列复杂过程所生成的气体。
屯兰煤矿煤层气成藏地质影响因素分析
LI Shuai （Shanxi Coking Coal Xishan Coal Electricityr Group Tunlan Coal Mine ，Shanxi Gujiao 030200） Abstract：In order to study the geological influencing factors of coalbed methane accumulation, this paper analyzes the lithology and thickness of coal seam roof, coal seam thickness, buried depth, coal seam metamorphism degree and area by using 2#, 8# and 9# coal seams in Yulan Coal Mine as background. The relationship between structure and coalbed methane accumulation. It is concluded that the reservoir gas content does not have a significant correlation with the thickness of the coal seam roof and floor; it is positively correlated with the coal seam thickness and negatively correlated with the coal ash, volatile matter and moisture content. Coalbed methane accumulation is mainly affected by coalification, structural characteristics, reservoir burial depth and coal seam thickness, which is the result of a combination of various influencing factors. Key words: Coalbed methane accumulation ; correlation ; comprehensive effect ; geological factors
浅析影响煤层气保存的地质条件
浅析影响煤层气保存的地质条件耿筱磊;石希民【摘要】下面我们主要把地质条件对煤层气保存的意义和主要作用进行讲述,保存的地质条件泛指水动力条件、封盖能力和构造运动等条件内容.在地质发展史当中,以上的地质因素经过把地层的温压情况做出改变而使溶解与吸附和解吸与吸附它们之间的均衡有所改变,造成对煤气层的保存产生影响.以下我们与有关事例相结合来分析煤层气保存的地质条件和对煤层造成影响的因素.【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)021【总页数】2页(P78-79)【关键词】煤层气;保存;地质条件;影响;分析【作者】耿筱磊;石希民【作者单位】河南省煤田地质局三队,郑州450053;河南省煤田地质局三队,郑州450053【正文语种】中文【中图分类】TD84煤层气保存不同于一般的天然气保存，煤类属储集岩，又称气源岩，总体来说，它的气体含量相当多，现在各煤层的含气量大致为5～20m3/t，而长焰煤生气量大致为50m3/t，代表着煤产生的气量高于实际含气量很多，这其实就是由煤岩的保存和地质条件和煤岩自己的吸附能力共同作用的。
游离气和溶解气及吸附气这几种方式是煤层气在煤层的双孔隙系统保存的主要形式，而双孔隙系统分为微孔隙系统和割理系统。
对于割离孔隙度来讲通常被水灌满而且很小，游离气和溶解气也不多，煤层气保存于煤的基质微孔当中，是以吸附形式为主，总气体含量当中吸附气占有90%以上，它的这种特性使煤层保存的相当密集。
于地质条件之下，游离气、吸附气和溶解气它们之间能达到动态均衡，物理吸附是煤对气体吸附的基础，解吸和吸附之间是互通的，如果压力和温度因素被改动了，就会带动吸附量随之变动。
如果温度上升或者是压力减弱，就会出现解吸现象，变成了游离气。
另外，在地层水的的影响之下，本来的均衡状况可能就会被破坏，从而造成吸附气减少。
活性的溶解气和游离气在吸附气中较少，容易储存，所以煤层吸附能力越强大，吸附量就越多，对煤层气的保存更加有利。
试论煤层气藏概念与成藏要素
圈闭是常规油气藏形成的主要控制因素， 是因
为圈闭具有良好的油气储集空间并能阻挡油气的继
桑树勋等〔 １ ３ 〕 认为， 煤层气藏是地层中 煤层气聚
集的基本单元， 其形成同样需要具备煤层气聚集和 圈闭两个必要条件， 只不过形成煤层气藏的圈闭为 压力圈闭， 与常规圈闭的容纳机制不同， 它没有一个 确定的地质边界和确定的几何形态， 因而将煤层气 藏理解为是煤层气发生富集的压力圈闭， 并认为压 力圈闭是煤层气成藏要素优化配置的结果 ， 压力圈 闭的富气程度主要受控于煤层气成藏过程匹配关系
ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｃ ｒ ｕ ｄ ｅ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｅ ｒ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｓ ｓ ｕ ｅ ｒ ｓ ｅ ａ ｌ ｉ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｄ ｉ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｅ ｒ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｍ ｉ ｓ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｅ ｒ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ｓ ｕ ｂ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｃ ｅ ｕ ｐ ｔ ｏ ｎ ｏ ｗ ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ； ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ； ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ； ｅ ｒ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ 一 ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｒ ｌ ｓ
煤的地质特征及煤层气赋存规律分析
煤的地质特征及煤层气赋存规律分析煤是一种重要的化石能源，广泛应用于工业、农业和生活领域。
了解煤的地质特征以及煤层气的赋存规律对于煤炭资源的开发利用具有重要意义。
本文将从煤的成因、组成和特征入手，探讨煤层气的赋存规律。
煤的成因主要有植物残体的堆积和变质两个过程。
植物残体的堆积是煤形成的基础，而变质过程则使植物残体发生物理化学变化，形成煤的主要成分。
煤主要由有机质和无机质组成，其中有机质是煤的主要组成部分，占煤的大部分质量。
有机质的主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素，其中碳含量最高，通常超过50%。
无机质则主要由矿物质组成，如粘土矿物、石英等。
煤的地质特征主要包括煤的种类、煤的颜色和煤的结构。
根据煤的形成过程和煤的成分特点，可以将煤分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥炭等不同种类。
无烟煤含碳高、灰分低，是高品质的煤种，适用于发电和冶金等行业。
烟煤含碳较高、灰分较高，适用于炼焦和化工等行业。
褐煤含碳较低、水分较高，常用于发电和供热。
泥炭是最原始的煤种，含水分较高，燃烧性能较差。
煤的颜色可以反映煤的热演化程度，一般可分为黑色、褐色和灰色等。
煤的结构则指的是煤的组织结构，可分为块煤、层状煤和纤维煤等。
煤层气是煤中储存的天然气，是煤的重要伴生矿产资源。
煤层气的赋存规律与煤的地质特征密切相关。
首先，煤层气的赋存与煤的类型有关。
煤层气主要赋存于无烟煤和烟煤中，这是因为无烟煤和烟煤的孔隙度较高，有利于气体的储存和运移。
其次，煤层气的赋存与煤的热演化程度有关。
随着煤的热演化程度的增加，煤中的孔隙度逐渐减小，煤层气的赋存量也会减少。
此外，煤层气的赋存与煤的构造特征和构造应力有关。
在构造复杂的地区，煤层气的赋存量较高；而在构造简单的地区，煤层气的赋存量较低。
最后，煤层气的赋存与地下水的存在有关。
地下水的存在会对煤层气的赋存和运移产生影响，一方面可以促进煤层气的释放，另一方面也可能导致煤层气的丧失。
综上所述，煤的地质特征及煤层气的赋存规律是煤炭资源开发利用的重要依据。
关于煤层气赋存地质控制因素与聚集类型的探析
关于煤层气赋存地质控制因素与聚集类型的探析探讨了构造演化和水动力条件对煤层气赋存的影响机理，根据地质控制因素的影响，认为在5类地区易形成煤层气富集区，可为我国开发利用煤层气资源提供现实依据。
标签：煤层气地质控制因素聚集类型0前言煤层气是一种自生自储型的非常规天然气，主要以吸附状态赋存于煤层孔隙的表面。
研究表明，煤层气赋存受地质构造、煤层埋深、煤层厚度、气成含气量、渗透率等地质因素的影响。
本文主要研究影响其赋存的两大地质控制因素，即地质构造与水动力特征。
在地质控制因素综合影响下，形成了5种聚焦类型，以下将一一进行表述。
1煤层气赋存的两大地质控制因素1.1 构造对煤层气赋存的控制1.1.1构造演化（1）构造演化控制煤层上覆盖层厚度。
煤层沉积埋藏后，能否形成煤层气藏，主要取决于后期构造演化条件。
上覆盖层有效厚度是地质构造发展史留下的最直接的证据，在煤层气勘探选区中承担着重要的作用。
它不仅通过控制煤层的压力而影响煤层气的吸附量，而且控制着游离气的散失;而构造演化控制着成藏过程中上覆盖层厚度的变化。
（2）构造的回返抬升对煤层气富集的控制。
现今埋深相同的煤层，其经历的回返抬升的时间早晚和长短不同，煤层气的富集程度也不同。
抬升回返时间晚且短，煤层气散失的时间就短，对煤层气藏的保存有利。
1.1.2构造形态不同形态的地质构造，地质构造的不同部位，不同力学性质和封闭情况形成了有利于煤层气赋存或逸散的不同条件。
封闭性地质构造有利于煤层气赋存，开放性地质构造有利于煤层气逸散排放。
（1）褶皱。
在褶皱的不同部位，围岩的封闭能力有较大差别。
在背斜轴部，节理以张性为主，围岩封闭能力明显减弱;但如果背斜闭合而完整且盖层不透气，则为良好的储存煤层气储集场所，在其轴部煤层内往往聚集高压气，形成“气顶”。
在向斜轴部，节理以压性或压扭性为主，围岩封存能力较强。
理论研究和实践亦表明，向斜为煤层气富集的主要构造形态[28]。
（2）断层。
断层保存煤层气的能力随断裂性质的不同而具有显著的差异。
煤层气生、储、开发影响因素
一、生气因素：1、有机质成分：越高生气性越好，有机质类型为腐植型的生气能力较强。
2、镜质组反射率：是反映煤化程度的一个指标，煤化程度越高，产生的煤层气越多。
但煤化程度达到一定程度（大于1.8%~3%）过成熟时，其生气能力会逐步下降。
3、厚度：厚度越大越好二、储（保）气影响因素（或形成气藏的影响因素）1、埋深：影响煤层气赋集的地质因素主要是埋藏深度。
煤化作用过程中产生的大量气体能否很好保存，与上覆有效地层厚度有关。
煤层上覆有效地层厚度增加，煤层的保存能力增强，气含量也随之增加。
到一定深度后，随着地压增大，地温也随之增高，煤的储集性能相对变差，煤层气沿煤层缓慢向上运移，含气量减少。
一般情况下，埋深大有利于储气，但超出一定深度后，受地应力等各种因素影响，游离气的量会大大减小，开发成本会增大。
2、断层：开放性（或连通性好的）断层，不利于储气；封闭性断层储气能力强。
逆断层、平推断层构造应力大，低渗，有利于储气，但不利于开发，正断层构造应力较小，高渗，利于开发；因此在选区时要从断层的多个方面评价。
3、构造：向斜埋深大，储层压力大，含气量往往较高。
背斜埋深较浅，储层压力较小，裂隙较发育，不利于储气。
4、上覆下伏地层的封盖性：对煤矿来讲就是煤层顶底板岩性，一般来说砂岩透气性好，不利于储气，泥岩的封盖性比较好。
5、水文地质：地下水活动频繁的地层渗透性较好，随着水的运移，煤层气也会产生运移，导致该区域含量较低。
三、影响开发效果的因素1、储层自身条件因素煤层对CH4的吸附性：吸附性强的煤层开发难度大。
渗透性：透气性越好越利于开发顶底板及煤层的可改造性：脆性矿物含量高利于压裂改造。
厚度：厚度越大，资源丰度越高。
地层压力：一般地应力大，储层渗透性会较低；同时，主应力方向影响压裂主裂缝的延展方向，因此对水平井布置方向及直井井网间距确定影响较大。
储层压力：一般储层压力大，储层渗透性会较好有效应力越大的储层，一般渗透性都较差（有效应力是地应力与储层压力的差值）水文条件：地下水频繁不利于气储存，在排采过程中也会加大排采开发难度地温：地温高有利于气体解吸2、开发过程中的生产工艺影响因素钻井：钻进工艺：欠平衡或平衡钻进钻井液：比重越大，对储层伤害越大，要求低固相，比重不大于1.03 固井：固井泥浆密度不大于1.6，满足固井质量要求情况下，降低固井注浆压力井身质量：狗腿弯会对油管造成磨损，造成频繁停排修井，易形成缝堵。
煤层气的保存条件浅析
煤层气的保存条件浅析【关键词】煤层气藏封盖条件地壳运动煤层气藏与常规天然气藏不同：煤既是气源岩，又是储集岩。
一般来讲，气量主要是由于煤岩自身的吸附能力和保存条件的不同造成的。
一、较强的吸附能力是煤层气富集的前提煤层气以溶解气、游离气和吸附气三种方式赋存于煤层的双孔隙系统中，煤层气主要以吸附状态存在于煤的基质微孔中。
在地层条件下，吸附气、游离气和溶解气处于一种动态平衡过程中，在达到吸附平衡后，吸附量是压力和温度的函数。
但煤对气体的吸附属于物理吸附，吸附与解吸是可逆的，当温度和压力条件改变后，吸附量也会改变：当压力下降或温度升高时，吸附气就会解吸，转化为游离气。
同样，在地层水交替作用下，原有的平衡条件也会被打破而使吸附气越来越少。
由于吸附气的活性较游离气和溶气弱得多，更易保存，因此煤的吸附能力越强，吸附量越大，越有利于煤层气的保存。
各种地质作用就是通过改变吸附与解吸及吸附与溶解的关系而影响煤层气的保存。
二、良好的封盖条件是煤层气保存的重要因素煤层气属于自生自储式，不需要初次运移，这就要求自生气开始，就需要有良好的封盖条件才能使煤层气得以保存。
盖层对于煤层气藏的作用主要是维持吸与解吸的平衡，减少游离气的逸散和减弱交替地层水的影响。
泥页岩、盐岩、膏岩及致密碳酸盐岩等，如其透气性差，就可以形成良好的封盖层而有效地阻止煤层气的垂向运移，有利于煤层气的保存。
三、地层水弱交替区或交替水阻滞区有利于煤层气的保存除了需要良好的盖层之外，煤层气藏的形成还需要有一个较稳定的水动力条件，它直接影响着地层液体压力分布及流体的运移，由此改变吸附气与溶解气和游离气间原有的平衡，从而影响到煤层气的保存。
如果地层水处于阻滞状态，且渗透层自身具有良好的保存条件，煤层气则可能会在渗透层中聚集形成煤成气藏；如果存在良好的顶底板条件，则会在向斜轴部或单斜底部形成超压区，有利于煤层气的保存，在煤层渗透性较差，水动力较弱时，煤层气则会由煤层低部位向高部位运移，如具有封闭能力，则可能在上倾方向聚集成藏。
煤层气赋存影响因素分析
146煤层气是一种赋存于煤炭的气体，由煤的煤化作用生成，是一种可以利用工艺技术开采并具有一定经济价值的非常规天然气。
煤层气的主要成分是甲烷，其成分与常规天然气相同，燃烧热值与天然气也基本一致。
可作为一种清洁新能源广泛应用于日常生活，是一种高效的新能源。
本文重点对影响煤层气赋存的因素进行了分析。
1 煤层气赋存影响因素煤层气主要以吸附形态存在于煤储层中。
煤层气分布主要受地质条件、水文条件、埋深以及煤层物性等因素控制[1]。
1.1 地质条件影响构造演化史控制含煤层系沉积埋深史和热演化史，从而控制了煤层气生成、赋存及成藏过程，在盆地层次上控制着煤层气聚集区带的形成和分布。
在成煤期后，构造沉降作用通过不断增加煤层上覆地层厚度，使煤变质程度和煤储层压力增加，促进煤生烃作用和煤层气吸附保存；生烃期后的构造抬升作用则使煤层上覆地层遭受剥蚀，煤储层卸压，并促使裂隙发育，导致煤层气解吸、逸散和逃脱[2]。
1.2 埋深的影响煤层气的赋存与压力成正相关关系，与温度成负相关关系。
即随着压力的增加，有利于煤层的保存；随着温度的升高，煤层气易处于游离态。
随着煤储层深度的不断加大，储层压力与温度均不断增加，压力的增加对煤层气的赋存有着积极的正效应，温度的升高对煤层气的赋存产生负效应。
埋深增加时，压力的正效应大于温度的负效应，煤层气的赋存量随着深度的增加不断增加。
但当埋深增加到一定程度，煤层气的压力正效应小于温度的负效应，不利于煤层气的赋存。
另外，随着埋深的增加，储层的物性不断降低，有利于煤层气的赋存[3]。
1.3 水文条件的影响煤储层一般含有大量的水。
水利作用对煤层气的保存既有一定的积极作用，又有一定的破坏作用。
在水力运移过程中煤层气发生逸散破坏，主要存在于断层构造附近。
水力封堵作用对煤层气的赋存有着积极的作用，主要存在于构造简单的向斜。
1.4 物性的影响煤层物性条件主要包含了煤变质程度、煤层厚度以及煤体结构等。
煤层的变质程度直接对煤的生气量有直接关系，并且影响着煤层的孔隙度、渗透率。
浅析煤层气的成藏机理与开采方法
关键词 ： 煤层气 ； 成藏机理 ； 开 采 方 法
煤层气 俗称“ 瓦斯” ， 是指储存在 煤层 中以 甲烷为主要 成分 、 以 压力支撑剂 。 在美 国怀俄明州的保德河 （ Ｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ） 盆地 ， 煤层渗 吸 附在煤基质颗粒表面为主 、 部分游离 于煤孔 隙中或溶解 于煤层水 透率较 高 ， 采用裸眼完井 ， 用小 于 ５ ｂ ｂ ］ ／ ｍｉ ｎ的流量冲刷井眼洗出细 中的烃类气体 ， 是煤 的伴生矿产资 源 ， 属于非常规天然气 的一种 ， 煤 煤 ， 打开割理 ， 并有效地将井眼与煤层连通 。 加 拿大 阿尔伯达省的马 层气燃 烧热值高 ， 燃烧后几乎不 产生污染物 ， 因而煤层 气作为一 种 蹄 铁峡谷 （ Ｈ ｏ ｒ ｓ ｅ ｓ ｈ ｏ ｅ Ｃ ａ ｎ ｙ ｏ ｎ ） 的煤在生产 时并没有水 ， 仅 通过 氮气 新 兴 能 源 被 广 泛 的应 用 于 民用 、 工业 、 发电 、 化 工原料等重要 领域 。 进 行压裂处理 ， 以防止液体通过 粘土膨胀 、 细粒运移 或者其它 方式 随着煤层气 的需求越来越大 ，它也成为 了近年来备受瞩 目的洁净 、 损 坏煤层 。总之 ， 具有单级或 多级 压裂 的下套 管和已射孔 井眼是煤 优质能源 。 层井完井 的最常见形式。 １煤层气 的成藏机理 大多数煤 层气 藏都处于一种水饱和状态 ， 最初生产时 主要 为水 煤是沉 积岩的一种 ， 重量 的一半 以上为有机物 ， 煤 的原始有 机 和少量气体 。 由于这些水是从天然裂缝 系统生产的 ， 储层压力下降 ， 物质 主要 是碳水化合物 、 木 质素 ， 这种有 机物在埋藏期 间通过细 菌 气体从基质 中解吸 ， 气体 产量 随着 水产量 的减 少而增 加。在关键储 和地球化学作用而生成甲烷 。 煤层 气在储存方式上通过多种不同的 层参数 （ 比如渗透率 ） 控制下和来 自邻近钻井 的干扰作用下 ， 当气体 方式存 在 ，常见 的有微孔 隙中的游离气 和有 机质 内部 表层 的吸附 生 产速度下降时 ， 在某一 阶段 ， 气体产量最 终达到一个 峰值或者稳 气， 宏 观上 的煤层气都被 当做是 以吸附状态存在 的。煤层 气储层 中 定状态 。 相反 ， 干燥的煤层气储层则像传统的气储层一样 ， 当气体通 可见一 组被称为 “ 割理 ” 的正交断层 ， 其方 向与煤层 保持近垂 直 ， 并 过解 吸作用而补充天然裂缝系统时 ， 初始产量达 到峰值然后缓 慢下 为流体的运动提供了主要场所 。 降。 在煤层气储层中 ， 控制天然气地质储量 的关键参数包 括煤层厚 另外煤层气 的开采 方式 除了地面钻井开采 ， 还可 以利用井 下瓦 度、 煤 的组成成分 、 气体 含量 以及气体组成成分 。 煤的组成成分指煤 斯抽放系统抽出 ， 这两种方式都具有可应用性 。 地 面钻井开采方式 ， 中有机成分的数量和类型 ，它对可吸附气的数量将产生极大影响 。 国外已经使用并趋 于成熟 ， 我 国有 些煤层透气性较 差 ， 地面开采有 煤层 中气体含量变化较大 ， 而且受煤 的成分 、 热成熟度 、 埋藏 和上升 定 困难 ， 此种 方式 由于抽放 瓦斯绝大部分仍然排 人大气 ， 不仅耗 历史 、 运移热量增加或生物气增加等众多 因素 的影响 。气体组成成 去 了大量的费用 ， 也是对资源 的一种 浪费 ， 而且 还对环境 产生 了破 分一般 ９ ０ ％以上 为甲烷 ， 少部分为液态烃 、 二氧化碳 和氮气 。 坏 。 目前井下抽放的开采 方式 已经基本被地表排采技术所取代 。 煤层中储存气体的产能主要 受两个因素的制约 ， 就是渗透率 和 结束 语 气体饱和状态。生产区域的渗透率一 般为几毫达西至几十毫达西 ， 本文从 国内外煤层气研究 与发展 为人手点 ， 对煤 层气 的成藏机 但也有相关报告称有的渗透 率超 过 １ 达西。气体从 煤中解吸出来 ， 理与开采方式进行了简明的分析 ： 绝对渗透率随时间增加 而增涨 ， 因而导致基质收缩 ， 割理 变宽 ， 气体 煤层气 的成藏影响 因素很多 ， 煤层气储层 中控 制天然气地质储 饱 和的煤将 立 即生成气体 ， 而气体 未饱和的煤不会 生成气体 ， 直 到 量 的关 键参数包括煤层厚 度 、 煤 的组成成分 、 气体含量 以及气体组 储层 中的压力降至煤的饱和压力之下 。 成成分 。 煤层气储 层在不断地聚集气体 ， 然而这些储层 中储存气体 的状 煤层气 开采方 面 ， 目前基本采用 地表排采 的方 式 ， 从 以前 的垂 态并不是 均一的 ， 而是 以不 同的密度 存在于那些 区域 ， 依 照这种情 直井发 展到 目前 的水平钻 井 ， 增 加了开采 的进度 ， 水平压 裂技术 的 况， 判断其 区域 上和垂 向上 的变化成 为重 要研究课题 ， 目前可通过 应用更是为煤层 气的开采提供 了先进的手段。 对岩心 、 测井 、 地震以及 试井数据 的研究来确定其储层特性 。 参考文献 ２煤层气的开发方式 ［ １ 】 李景 明， 李剑， 谢 增业等． 中国天然 气资源研 究［ Ｊ 】 ． 石油勘探 与 开发， 煤层气的开采方式 国外主要 运用的地 面钻 井开采 ， 以往工作资 ２ ０ ０ ５ ． ２ （ ３ ２ ） ： １ ５ — １ ８ ． 料 中显示 ， 起初在煤层气藏 中进行 的大多数钻井方式都是采用 的垂 ［ ２ 】 孙茂远． 中国煤层 气勘探 开发技 术现状 、 问题及 其建议 ［ Ｊ 】 ． 中国能 直井。 在钻浅井（ １ ５ ０ — １ ０ ０ ０ ｍ深 ） 时， 通常会采用欠平衡旋冲法 ， 钻井 源． ２ ０ ０ ２ （ １ １ ） ： ２ ７ － ３ ０ ． 速度较快 （ 高达 １ ５ ｍ ／ ａ ） ， 而且可以将对地层 的破 坏降至最小 。在钻 『 ３ ］ Ｖｏ ｎ Ｓ ｅ ｈ ｏ ｅ ｎ ｆ ｅ ｌ ｄ ｔ ， Ｈ． ， Ｚ ｕ ｐ ａ ｎ ｉ ｋ ， Ｊ ． ， Ｗｉ ｇ ｈ ｔ ， Ｄ… Ｒ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｖ ｅ ｎ ｓ ， Ｓ ． Ｈ． ２ ０ ０ ４ ． Ｕ ｎ － ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ — 深井 时 （ １ ０ ０ ０ — ２ ５ ０ ０ ＋ ｍ） ， 则 采用轻 质泥浆 随钻 常规 旋转 钻井法 （ 平 ｃ ｏ ｒ Ｕ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ＵＳ ａ ｎ ｄ Ｏｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ａ ｓ ． Ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ０ ４ ４１ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ － 衡或欠平衡 ） ， 在该深度储层压 力较高 ， 水 流充足 ， 并考虑 到了井 眼 ｆ ｄ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ Ｓ ｙ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｕ ｍ， Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａｌ ａ ｂ ａ ｍａ ， 稳定问题 。 ｅ ａ ｌ ｏ ｏ ｓ ａ ， Ａｌ ａ ｂａ ｍａ ， ３— ７Ｍ ａ ｙ ． 随着近来井下技术 的发 展以及相关成 本的降低 ， 水平钻井 已经 Ｔｕｓ 成 了一种 不错的选择 。单 井眼水平钻井在煤 层储层 的首 次大型应 【 ４ ］ Ｋ ａ ｗ ａ ｔ ａ ， Ｙ． ａ ｎ ｄ Ｆ ｕ ｊ ｉ ｔ ａ ， Ｋ． ２ ０ ０ １ ． Ｓ ｏ ｍ ｅ Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｓ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｕ ｎ － ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｓ ２ １ ０ ０ ． Ｐａ ｐ ｅ ｒ Ｓ Ｐ Ｅ６ ８ ７ ５ ５ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ Ｓ Ｐ ＥＡｓ ｉ ａ — 用， 于２ ０世纪 ９ ０年代 中期在美国俄克拉荷 马州阿科马（ Ａ ｒ ｋ ｏ ｍ ａ ） 盆 ｃ ａ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ Ｏｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇａ ｓ Ｃ ｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｊ ａ ｋ ａ ｒ ｔ ａ ， １ ７－ １ ９ Ａｐ ｒ ｉ ｌ ． ＤＯＩ ： １ ０ ． ２ １ １ ８ ／ ６ ８ ７ ５ ５一 地进行 。之后 ， 多分支技术在美 国西弗吉尼亚州 的阿帕拉契盆地 中 Ｐ 部得 到发展 ， 包 括最初 的一个垂 直井 和后来的水平井 ， 且 水平井在 Ｍ Ｓ． 有利的煤层与垂直井相交 （ Ｖ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｈ ｏ ｅ ｎ ｆ ｅ ｌ ｄ ｔ 等， ２ ０ ０ ４年 ） 。 ［ ５ ］ Ｗｅ ｉ ｄ ａ ， Ｓ ． Ｄ ． ， Ｌ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｔ ， Ｓ ． Ｗ． ， ａ ｎ ｄ Ｂ ｏ ｙ ｅ ｒ ， Ｃ ． Ｍ． Ｉ Ｉ ． ２ ０ ０ ５ ． Ｃ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｔ ｒ ａ － ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ �
郑庄井田影响煤层气赋存的地质因素浅析
郑庄井 田内共 有七个 含水层 （ 即０ ２岩溶裂 隙含 水层 、 Ｃ ３ ｔ 岩 溶裂隙含水层 、 Ｐ ｌ ｓ 及 Ｆ ｉ ｘ 下部 砂岩裂 隙含水层 、 Ｐ ２ ｓ ｈ砂岩裂 隙含 水层 、 Ｔ １ Ｌ砂岩裂 隙含水层 、 基 岩风化 带裂 隙含 水层 、 第 四系松 散 岩类孔 隙含水层 ） 。主要隔水层有两个 ， 即石炭 系中统本溪组底至 上统太原组 ｌ ５号煤 层底 隔水层 和二 叠系砂 岩层 间隔水层 。石 炭 系中统本溪组底 至上统太原组 １ ５号煤 层底隔水层 主要 由泥岩 、 铝 质 泥岩 等组 成 ， 厚度 ２ ２ ２ ． １ ～４ ４ ５ ０ ｍ， 对奥 陶系 中统 岩溶裂 隙水 对上 覆 １ ５ 号煤层 的影响起到有效的阻隔作用 ； 二 叠系砂岩层 间隔水层
较 为简单 的宽缓 地带 ， 煤层气含量往往较低 ； 当顶底舨 为泥 岩或粉
砂 岩时 ， 煤层气含量相对较高 。 三、 井 田水 文 地 质 条 件 对 煤 层 气 赋 存 的控 制 作 用 井 田水 文 地 质 条 件 是 煤 矿 开 采 技 术 条 件 的 重 要 组 成 部 分 ， 同
【 关键 词 】 郑庄 井田 ； 煤 层 气赋 存 ； 地 质 因素
引言 ：
时， 对煤层气 的赋存亦有重要影 响。
地 下 水 与 瓦 斯 共 存 于 煤 层 及 围岩 之 中 ， 它 们 的运 移 和 赋 存 与
沁水盆地南 部是 目前我 国煤层 气勘探 开发 的热点 区域 ， 中石
油、 中 联 公 司 及 晋煤 集 团蓝 焰 煤 层 气 公 司 等 单 位 均 在 该 区 块 进 行
气 含 量 分 布 规 律 之 间 的相 关 统 计 分 析 发 现 ， 在 顶 板 为 灰 岩 的构 造
中国煤层气成藏的两大关键地质因素
控制着成藏过程中上覆盖层厚度的变化。
无论是华北聚气区还是华南聚气区,若不考虑
对煤化作用没有显著影响的第四纪构造分异,其晚
古生代煤层的埋藏史均与大地构造发展阶段的沉降
期和回返期相对应,构成了“V”型和“W”型2类煤层
埋藏史的基本模型[5]。华北“V”型模式的转折时期
层气藏自生自储的特点,煤层的储集能力也是煤层
气是否能富集成藏的基本因素之一。储集能力包括
对吸附气和游离气2种状态煤层气的储集。煤储层
的基本特征主要表现在煤的①孔隙结构特征、②渗
透性特征和③吸附性特征,而上述3大储集特征主
要与煤岩组分、变质程度和所受的构造应力密切相
关。由此可见,煤层的自身条件是煤层气成藏的基本
量小于2 m3/t,处于瓦斯风化带;而大1-1井区主力
煤层顶部连续沉积厚度为200 m,其含气量较高,一
般大于10 m3/t,大参1井有效厚度仅202 m,含气量
10.8 m3/t[7]。在这个实例中,地质历史时期的关键
时刻和上覆地层的有效厚度起到了十分重要的作
用,其对煤层气的富集控制作用明显。
有关,气源条件是气藏形成的基础,只有气源供给充
足才能形成富集程度较高的气藏,煤层的厚度和分
布、变质程度及煤岩组成是控制生气量的主要因素,
具有一定变质程度的厚度较大且分布稳定的煤层是
煤层气藏形成的资源基础[4]。煤层厚度大,不仅生气
量大而且资源丰度高,并且煤层厚度大也有利于煤
层气赋存;煤层气变质程度越高生气量越大。鉴于煤
对应于燕山中—晚期,“W”型模式的2个转折时期
第18卷第4期
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浅析影响煤层气藏形成和保存的因素
摘要:煤层气已成为一种新兴的非常规天然气资源。
煤层气是成煤物质在煤化过程中生成并储集于煤层中的气体,本文主要论述了影响煤层气藏形成和保存的诸多因素,对煤层气的勘探开发和合理利用都具有重要的指导意义。
关键词:煤层气形成保存
煤层气俗称“瓦斯”,其主要成份为高纯度甲烷,是近二十年在世界上崛起的新型能源,其资源总量与常规天然气相当。
煤炭开采中排出的大量煤层气作为一种新型能源,具有独特的优势,是优化一次能源结构的重要组成部分,是优质的能源和基础化工原料。
1 煤层气的成因类型与形成机理
植物体埋藏后,经过微生物的生物化学作用转化为泥炭(泥炭化作用阶段),泥炭又经历以物理化学作用为主的地质作用,向褐煤、烟煤和无烟煤转化(煤化作用阶段)。
在煤化作用过程中,成煤物质发生了复杂的物理化学变化,挥发份含量和含水量减少,发热量和固定碳的含量增加,同时也生成了以甲烷为主的气体。
煤体由褐煤转化为烟煤的过程,每吨煤伴随有280～350m3(甚至更多)的甲烷及100～150m3的二氧化碳析出。
泥炭在煤化作用过程中,通过两个过程,即生物成因过程和热成因过程而生成气体。
生成的气体分别称为生物成因气和热成因气。
1.1生物成因气
生物成因气是指在相对低的温度(一般小于50℃)条件下,通过细菌的参与或作用,在煤层中生成的以甲烷为主并含少量其它成分的气体。
生物成因气的生成有两种机制,即二氧化碳的还原作用和有机酸(一般为乙酸)的发酵作用。
尽管两种作用都在近地表环境中进行,但根据组分研究,大部分古代聚集的生物气可能来自二氧化碳的还原作用。
煤层中生成大量生物成因气的有利条件是:大量有机质的快速沉积、充裕的孔隙空间、低温和高pH值的缺氧环境。
按照生气时间和母质以及地质条件的不同,生物成因气有原生生物成因气和次生生物成因气两种类型,两者在成因上无本质差别。
1.1.1原生生物成因气
原生生物成因气是在煤化作用阶段早期,泥炭沼泽环境中的低变质煤(泥炭到亚烟煤)经细菌等有机质分解等一系列复杂过程所生成的气体。
由于泥炭或低变质煤中的孔隙很有限,加之埋藏浅、压力低,对气体的吸附作用也弱,故一般认为原生生物成因气难以保存下来。
1.1.2 次生生物成因气
煤系地层在后期被构造作用抬升并剥蚀到近地表,细菌通过流动水(多为雨水)可运移到煤层含水层中。
在相对低的温度下(一般小于50 ℃),细菌通过降解和代谢作用将煤层中已生成的湿气转变成甲烷和二氧化碳,即形成次生生物成因气。
次生生物气的形成时代一般较晚(几万至几百万年前)。
煤层中存留的生物成因气大部分属于次生生物成因气。
1.2 热成因气
当温度超过50 ℃,煤化作用增强,煤中碳含量丰富起来,而大量富氢和富氧的挥发份释放出来(去挥发份作用),其主要成分是甲烷、二氧化碳和水等。
在较高温度下,有机酸的脱羧基作用也可以生成甲烷和二氧化碳。
热成因气体的生成一般分为早期阶段和主要阶段(也称为晚期阶段)。
1.2.1 早期阶段
Scott认为煤化作用早期阶段,从高挥发份烟煤(Ro介于0.5%～0.8%之间)中生成气体。
气体的一般特征是含有较多的乙烷、丙烷及其它湿气成分。
其中湿气生成阶段(Ro值为0.6%～0.8%)产生的煤层气中的干燥系数低于0.80,且乙烷含量可能超过11%。
1.2.2 主要阶段
根据美国和德国各种煤层的资料,假定只有甲烷和二氧化碳从煤中释放出来,则大量有工业价值的煤层气在煤的Ro值介于0.7%～1.0%之间时生成。
即煤级达到高挥发性A烟煤(Ro=0.74%～1.0%)时,有显著数量的热成因甲烷生成,在Ro 值为1.2%前后处于生气高峰期。
2煤层气藏的保存条件
煤层气的保存是多种因素共同作用的结果,在研究保存条件时,必须综合考虑各种因素的影响,而在整个发展过程中不同的因素在不同的历史阶段起着不同的作用。
较强的吸附能力是煤层气富集的前提。
煤层气主要以吸附状态存在于煤的基质微孔中,吸附气占总含气量的90～95%以上,正是由于煤的这种吸附特性决定了煤的储集能力。
煤对气体的吸附能力越高,吸附量越大,越有力于煤层气的保存,易于形成高含气量煤层气藏。
煤层气属于自生自储式,不需要初次运移,这就要求自生气开始,就需要有良好的封盖条件才能使煤层气得以保存。
盖层的作用主要是阻止游离气的散失,即使是在构造运动过程中,亦可以使煤层处于过饱和状态从而保存了游离态的煤层气,同时阻止煤层气受地层水交替作用的影响。
除了需要良好的盖层之外,煤层气藏的形成还需要有一个较稳定的水动力条件。
处于弱地层水交替区或地层水阻滞区中,煤层气散失少,同时保持地层压力,吸附比例大,有利于煤层气的保存。
地壳的多次升降运动对煤层气的保存不利,但良好的盖层可减弱煤层气的散失。
强烈的断裂活动不利于煤层气的保存,中等程度的断裂如使附近煤层产生裂隙而提高煤层渗透率,则有利于煤层气的开发。
3 煤层气资源的开发价值
煤层气是一种潜力巨大的资源,可能成为未来重要的能源之一,研究煤层气藏的形成和保存因素,对于评价煤层气资源,指导煤层气的勘探开发和合理利用都具有重要的意义。
开发煤层气是一项庞大的系统工程,建设一个煤层气生产基地将带动道路、管道、钢铁、水泥、化工、电力、生活服务等相关产业的发展,增加就业机会,促进当地经济的发展。
特别是对于能源重化工基地,发展煤层气产业对于保护资源、实现煤炭产业深加工及可持续发展、减少温室气体排放、改善大气环境质量,调整产业结构、加快煤化工产业规模化发展、培育新的经济增长点,都具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。
参考文献:
[1] 孙平.煤层气成藏条件与成藏过程分析[D].西南石油学院,2007.
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