煤层气开发复习

1煤层气：是赋存于煤层及其围岩中，与煤炭共伴生的可燃烃类气体，以吸附在煤基质颗粒表面为主，并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层气水中，是地史时期煤中有机质热演化成烃产物。

2煤层气特有的产出机理：排水--降压--采气。

3煤层气运移产出机理：解吸、扩散、渗流。

4煤的显微组分：镜质组、壳质组、惰质组。

5煤岩组分：镜煤、亮煤、暗煤、丝炭。

6煤阶：用数量表示煤化过程程度或成熟度。

7镜质体反射率：在显微镜下，于油浸及546nm波长条件下镜质组的反射光强度与垂直入射光强度的百分比。

8煤层：由上下两个层面限制的煤及其间所夹的矸石层。

9煤层的结构：简单结构煤层、复杂结构煤层。

10煤层顶板包括伪顶、直接顶、老顶，煤层底板包括伪底、直接底、老底。

11煤孔隙类型根据孔隙成因分为：原生孔、变质孔、外生孔、矿物质孔。

12根据煤孔隙尺寸分为：大孔>1um、中孔0.1--1um、小孔0.01--0.1um、微孔<0.01um

13表征煤孔隙结构的基本参数：孔径、比孔容、比表面积、孔隙度、中值孔径。

14煤比孔容：单位质量煤中孔的容积。

15煤比表面积：单位质量煤中孔隙的表面积。

16煤的孔隙度：孔隙总体积与煤总体积之比。

17影响煤孔隙特征的主要因素（1）煤变质程度的影响：从长焰煤开始，随着煤化程度的加深，煤的总孔隙体积逐渐减小；到焦煤、瘦煤时达最低值，后又增加，至无烟煤达到最大值（2）煤破坏程度的影响：对烟煤，煤的破坏程度越高，煤的渗透容积也就越大。（3）地应力的影响：压应力越高，孔隙率减小；张应力越高，孔隙率增加。

18按形态和成因，煤裂隙可分为内生裂隙、外生裂隙、继承性裂隙。

19内生裂隙：煤化作用过程中，煤中凝胶化物质受温度和压力的影响，体积均匀收缩产生内张力，从而形成的裂隙。

20面割离和端割离的特征：面割理：延伸较远的主裂隙组。是连续的裂缝，延伸长度大、发育，先于端割理形成。端割理：介于主裂隙组之间的次裂隙组。面割理和端割理通常相互垂直或近似正交。

21外生裂隙：煤受构造应力作用产生的裂隙。

22继承性裂隙：如果内生裂隙形成前后的构造应力场方向不变，早先的内生裂隙就会进一步强化，表现为部分内生裂隙由其发育的煤分层向相邻分层延伸扩展，但方向保持不变。23煤储层裂缝的评价方法及标准：裂缝密度、裂缝的联通性、裂缝发育程度。

24裂缝密度：一定距离内割理数量的多少。

25煤层裂隙影响因素：煤变质程度的影响、煤岩组分与煤岩类型的影响、煤体结构的影响、矿物质的影响、煤层结构的影响、古地应力场的影响、水文地质作用的影响。

26煤层气储集层的渗透性：在一定压差下，允许流体通过其连通孔隙的性质。

27绝对渗透率：当孔隙中只存在单相流体，且流体与介质不发生任何物理化学作用时，多孔介质允许流体通过的能力。

28单相渗透率：单相流体通过煤岩孔体、裂隙时的渗透率。

29有效渗透率：当孔隙中只存在多相流体时，则多孔介质允许每一项流体通过的能力。

30相对渗透率：有效渗透率与绝对渗透率的比值。

31渗透性的地质影响因素：地应力，埋藏深度，煤体结构，储层压力，水文地质条件，流体介质，毛管力、贾敏效应和粘性指进。

32煤层气的三种赋存状态：游离状态、吸附状态、溶解状态。

33常用的煤储层几何模型：双重孔隙几何模型、双直径球形模型、三元结构模型。 34煤层气储层压力：作用于煤孔隙和煤裂隙空间上的流体压力（包括水压和气压）。 35储层压力系数：实测地层压力与同深度静水柱压力之比值。

36煤层气压力：在煤田勘探钻孔或煤矿矿井中测得的煤层孔隙中的气体压力。

37煤层气成因类型：.原生生物气产生于泥炭褐煤阶段。在这个阶段，成煤物质生成的泥炭层埋深浅，上覆盖层的胶结固化不好，生成的甲烷通过渗透和扩散容易排放到古大气中去，因此，这一阶段所生成的甲烷等其他绝大部分无法保存。此后，随着泥炭层的下沉，上覆盖层越来越厚，成煤物质中的温度和所受压力也随之增高，生物化学作用逐渐减弱直至结束，在较高的压力和温度作用下泥炭转化为褐煤，并逐渐进入煤化作用变质作用阶段。进入褐煤阶段可生成一定数量生物成因的甲烷和少量热成因甲烷。 热成因气（1）热降解：长焰煤--贫煤阶段。在热力作用下，有机质中各种官能团和侧链分别按活化能大小依次发生分解，主要转化为不同分子结构的烃类和非烃气体，形成的部分液态烃则以渗出沥青形式产出，但多数会被煤基质束缚和吸收。（2）热裂解：贫煤--无烟煤。化学反应以芳香核之间的缩合为主，并由此产生大量甲烷气体。 次生生物气 发生于煤层形成之后，煤层被抬升或隆起时，在浅部煤层中温度降低到<56以下，在此温度内，生成甲烷的细菌能够存活。这些细菌有地表水与地下水交换，细菌随着水体进入煤层，并发生新陈代谢活动，生成甲烷--次生生物气。 38煤层气藏：受相似地质因素控制、以吸附态为主、有一定煤层气资源规模、具有独立流体系统的煤岩体。

39煤层气藏的边界：经济边界、水动力边界、风氧化带边界、物性边界、断层边界、岩性边界。经济边界：适用于工业性煤层气藏，以该煤层气藏具备商业开发价值的最低含气量表达。物性边界：煤体在构造应力作用下成为糜棱煤，物性变差，排驱压力增大，对煤层气的扩散运移起到阻止作用。

40高低煤阶煤层气藏的差异：1.成因分析：（1）高煤阶煤层气的成因以热成因为主；（2）未成熟低煤阶煤层气以原生生物成因为主（3）低煤阶成熟煤层气既有次生生物成因，又有原生与次生热成因。2.含气性差异：（1）高煤阶煤层气藏吸附能力强，含气量高；（2）低煤阶煤层气藏吸附能力弱，含气量低；3.物性差异：（1）高煤阶变质程度高，基质致密，煤层物性渗透率差；（2）低煤阶变质程度低，基质疏松，煤层物性渗透率高；（3）高低煤阶物性变化的二元性差异。

41水文地质条件差异性：（1）高煤阶滞留水区域为富水区；（2）低煤阶环流水区为富水区。 42成藏差异性（1）高煤阶煤层气藏的成藏过程复杂；（2）低煤阶煤层气藏的成藏过程简单。 43煤层气藏保存条件：1.较强的吸附能力是煤层气富集的前提；2.良好的封盖条件是煤层气保存的重要因素；3.地层水弱交替区或交替水阻滞区有利于煤层气的保存；4.构造运动对煤层气保存的影响：（1）如果地壳接受下降并接受沉积有利于煤层气保存；（2）断裂作用。若处于饱和区煤层气不一定大量散失。5.区域岩浆热变质区有利于煤层气富集；6.煤层分布广，厚度大，含气量和含气饱和度高；7.壳质组产气能力最强，镜质组次之，惰质组最差；8.处于构造斜坡带或埋藏适中的向斜区；9.处于地层高压区；10.煤层气异常压力：（1）生烃压力；

（2）保存及封盖条件；（3）水动力条件。

44吸附平衡：当吸附和解吸的速度相当时，颗粒表面的气体分子数目就维持在某一定量。 Langmuir 吸附方程式：P

p p V V L L +=，L V 代表煤层的吸附能力，L p 代表煤层吸附气体的难易程度

45煤层气赋存状态的转化:处于煤储层裂隙系统中的甲烷气体，当煤储层的原始状态未发生