煤层气储层异常压力形成机制研究
煤层气开采过程中储层损害原因分析及保护措施
72我国是能源大国，煤炭资源丰富，为人们提供了良好的物质条件。
煤层气是近些年来出现的较为洁净、优质的新能源，也是化工原料，通常被称为“瓦斯”。
实际上，煤层气主要存在于煤层当中，大多通过甲烷的形式加以呈现，通常牢牢吸附于煤基质颗粒的表面，很少以游离态的形式溶于水中。
1 煤层气开采技术现状及发展趋势1.1 煤层气开采技术现状现如今，中国的钻井现状并不顺利。
实际上，煤层气对于中国而言，是尤为关键的。
一旦煤层钻井发生问题，将会直接造成大面积污染，从而降低煤层气的实际质量。
故此，研究者需要针对中国在当前时期的煤层钻井现状，进行深入的细致分析。
通常情况下，煤层的位置居于岩石的最底层，并且脆性较强，硬度较低，一旦出现岩石挤压现象，将很有可能出现变形，甚至坍塌，尤其在开采煤层的过程中，更容易出现坍塌现象，长此以往，下限甚至坍塌的频率将会越高。
值得一提的是，煤层通常出现在岩石底部深处，施工方进行开采的过程中，很有可能由于距离的限制，而无法进行开采，并难以对煤层气及其井储层，进行恰当的保护。
1.2 煤层气开采技术发展趋势根据相关统计得知，中国在不超过地底直线距离2 000 m的浅煤气层，所含有的资源量大约为3.67×1013 m 3，名列全球第三。
近年来，全球资源短缺现象明显，在此背景下，开采非常规能源煤层气，成为各个国家的主要研究方向。
其中，最佳的开采方式，是基于压裂改造储层，保持其和井筒之间的通畅性。
然而，现如今，这项技术尚未成熟，有待于进一步研究。
2 煤层气储层伤害机理分析2.1 钻井液对储层的损害（1）由于微粒运移及其相应的黏土膨胀，而直接导致的储层损害对于大部分煤岩裂隙而言，其孔隙度一般相对很低，保持在1%~2%的范围，当钻井液中的滤液，已经渗入煤岩，则将会造成煤基质膨胀，从而切实降低煤岩裂隙的孔隙度及其实际渗透率。
此外，钻井液中存在的固相颗粒，一般会跟随裂隙持续流动，或者直接残存于孔隙当中，严重损害储层。
煤层气储层破坏机理及其影响研究
（ ｔｅＫ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ｉ ａｄＧ ｓＲ ｓｒ ｉＧ ｏ ｇ ｄＥ ｐ ｉｔ ｎ Ｓ ｔ ｅ ａｏ ｏ ｆ ｌ ａ ｅｅｖ ｒ ｅｌ ｙａ ｘ ｌｔ ｉ ， ａ ａｒ Ｏ ｎ ｏ ｏ ｎ ｏ ｏ ａ Ｓｕ ｗ ｓ Ｐｔ ｌ ｍ ｎｖｒ ｔ，Ｓ ｉ ｕ １５０ ｏ ｔ ｅｔ ｅ ｏ ｕ Ｕ ｉ ｓｙ ｈ ｈ ａ ６０ ０ ） ｈ ｒｅ ｅｉ ｃ ｎ
面积 ，极强 的吸附能力，但是渗透率却极 低；相 反 ，煤中裂隙系统的孔隙度很小 ， 储集能力小 ， 但 是其渗透率却很高 ， 是气、水渗流的主要通道。
２ 煤 层 气 储 层 破 坏 机 理
裂
七 笋
．
１ 煤 的微观 破坏 机理
煤 的孔 隙结 构是煤 中挥发 分在成 煤过程 中转变
为固定炭时形成的许多微小气孔组成 。煤岩的孔隙
测途 径 。
关键 词 ：煤层 气
储层
破坏
钻井
水 力压 裂
Ｓ ｕ ｙ ｏ ａｌｒ ｅ ｈ ｎ ｓ ａ ｄ Ｉ ａ ｔｏ ｔ ｄ ｆＦ ｉ ｅ Ｍ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｍｐ ｃ ｎ ＣＢＭ ｓ ｒｏｒ ｕ Ｒｅ ｅ ｖ ｉ
ＬｉＸｉｎ ｃ ｅ ｎ ｎｇ Ｙｉ ａ ｇ ｈ ｎ ａ ｄ Ｋａ ｌ ｉ
维普资讯
第５ 第 １ 卷 期
２０ ０８年 １ 月
中国煤 层气
Ｃ Ｈ Ａ ０Ａ ．Ｅ Ｃ Ｉ Ｄ Ｍ唧 Ｂ Ａ Ｅ Ｎ
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。
煤层气储层异常高压的形成机制
煤气储层异常高压的形成机制 3
苏现波 3 3 张丽萍
(焦作工学院化石燃料研究所)
苏现波等. 煤层气储层异常高压的形成机制. 天然气工业 ,2002 ;22 (4) :15～18 摘 要 本文根据国内外煤矿开采 、煤层气勘探开发过程中获取的大量煤层气储层压力测试资料 ,对煤层气
压力与深度的资料分析 ,有半数以上的点处于异常 高压状态 ,基本上来自盆地中部 ; 其它处于欠压状 态 ,多数来自盆地中西部和南部 ;极少点处于正常压 力状态 (图 1) 。
异常高压的类型与形成机制
根 据 煤 层 气 储 层 自 身 的 特 征 和 所 处 的 地 质 背 景 ,煤层气储层异常高压可区分为两类 :水动力封闭 型和自封闭型 ,分述如下 。
上述两类煤层气储层异常高压及其与常规油气 异常高压的特征比较见表 1 。
异常高压的研究意义及结论
11 研究意义 煤层气储层异常高压的研究对于煤层气勘探开
发和煤矿瓦斯灾害治理具有重要意义 。对于煤层气 开发而言 ,储层裂隙发育 、连通性好 、渗透性强 、储层 压力高是高产 、稳产的有利条件 。也就是说 ,水动力 封闭型煤层气储层异常高压区是煤层气开发的最有 利地带 ,是目前煤层气开发工艺条件下优先选择的 目标 。因此 ,在盆地范围内寻找这类压力状态的储 层是勘探阶段或开发初期的主要任务 。美 国 San J uan 盆地北部的高渗 、高压区煤层气的勘探开发充 分证实了这一结论 。
图 2 圣胡安盆地第三系 、Fruitland 组和 Pictured Cliffs 砂岩地下水系统剖面图 (据王新民等修改 ,1998)
Picence 盆地 、Sand Wash 盆地的 Williams Fork 组存在类似的异常高压现象 。 根据这些盆地异常压力的研究 ,可概括出水动 力封闭型异常高压储层形成必备的 4 个条件 : ①中 煤级以上 、连续性强 、渗透性强的煤储层是前提条 件 ; ②由补给区向盆地方向的地下水运移是必备条 件 ; ③运移以盆地内部煤层非渗透性边界为终点 ,这 种边界可以是构造枢纽线 、断层 、相变等 。其展布方 向与地下水运移方向垂直 。 ④地下水运移过程中 , 沿途将携带热成因甲烷和次生生物成因甲烷运至非 渗透性边界处聚集 ,并由侧向流转化为垂向流形成 常规高压圈闭气藏与煤层气藏共存的现象 。
煤层气储层特征研究分解
欠饱和的
饱和煤层（A）含有最大的气含量， 这在理论上是可能的，如由实验室确定 的等温吸附曲线所定义的。在开始脱水 和压力下降时，气生产立即开始。
欠饱和煤层（B）含有比煤层可能吸 附量要少的甲烷，由于先前发生过脱气事 件。为了使气产气甚至需要几年的时间进 行脱水和降压，而最终的储力
超压——煤层气井喷
三、储层的空隙压力与原地应力
2、煤层气瓦斯压力
煤层气（瓦斯） 压力是指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。煤储层试井测得储层压力是水压，二者的测试 条件和测试方法明显不同。煤储层压力是水压和气压的总和，在封闭 体系中，储层压力中水压等于气压；在开发体系中，储层压力等于水 压与气压之和。
同一煤样吸附不同气体：CO2>CH4>N2
CH4 CO2 N2
8
10
CH4 CO2 N2
8
10
四、煤储层的吸附性
2、煤层气吸附／解吸过程的差异与解吸作用类型划分
地质条件下的煤层气吸附过程与开采条件下的煤层气解吸过程的差异对比
煤层气物理吸附
煤层气物理解吸
作用过程
吸附偶于煤的热演化生烃、排烃 人为的排水-降压-解吸过程（是一 过程之中（是一种“自发过程”） 种“被动过程”）
一、煤层气的概念
1、煤层气
煤层气是以甲烷为主要成分的矿产，是在煤化作用过程中形成、储集 在煤层及其临近岩层中的非常规天然气。
2、煤层气储层
煤层作为煤层气的源岩和储层，具有2方面的特征：一是在压力作用 下具有容纳气体的能力； 二是具有允许气体流动的能力。
二、煤储层的渗透性
1、概念
储集层的渗透性是指在一定压力差下，允许流体通过其连通孔隙的 性质，也就是说，渗透性是指岩石传导流体的能力，渗透性优劣用渗透 率表示。
煤层气储层压力测试实验研究
第31卷第5期2011年09月西安科技大学学报JOURNAL OF XI’AN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol．31No.5Sept.2011文章编号：1672－9315（2011）05－0554－05煤层气储层压力测试实验研究*景兴鹏（中国煤炭科工集团西安研究院，陕西西安710054）摘要：以沁水盆地南部测试井为煤层气储层压力实验对象，利用自主研发的煤层气储层压力测试实验装备，对煤层的储层压力进行实验测定。
利用实验测试压力数据对煤层气的储层压力参数进行分析和研究；从而得出沁水盆地南部煤层气储层压力的实验数值。
通过煤层气储层压力实验数据结果对煤层气勘探、测试和后期排采过程都具有非常重要的指导意义。
关键词：煤层气；储层压力；实验研究中图分类号：TD984文献标志码：A煤层气是以甲烷（CH4）为主要成分，以吸附状态赋存于沉积盆地的煤层中，与煤同体共生的能源矿产，亦称煤层甲烷或煤层瓦斯。
煤层储层压力是煤层气的重要参数之一，是指煤层孔隙中的流体（包括气体和水）压力；而且直接控制着煤储层吸附气体的含气量（含气饱和度），煤层气开发过程直接影响后期排采作业过程［1］。
煤层储层压力对煤层气含量、气体赋存状态起着重要作用。
同时，储层压力也是水和气体从煤的裂隙中流向井筒的能量和动力。
因此研究煤层储层压力将对煤层气开采和煤矿瓦斯治理都将起到重要作用［2－3］。
1煤层储层压力特征及基本原理煤层气储层压力就是指煤层的中点压力。
煤层在开发以前，一般是处于一个平衡状态，而这时煤层所承受的压力就称之为原始储层压力，它是指原始储层在未被破坏以前所测试得出的储层压力。
储层压力不但是煤层气开发的重要参数，也是煤层评价和开发的重要参数。
煤层气储层压力的大小不但控制着煤层气解吸和吸附，而且也标志煤层气储层中流体所具有的势能。
因此储层压力是储层能量大小的反映，储层压力大小就决定了储层中流体的流动潜能［2］。
煤层气排采过程中煤储层压力传播规律研究
Ｄ ａ Ｕ Ｙ ｎ— ｆ ，ＷＵ Ｃ ｉ ｆｎ ，Ｚ Ｕ Ｍｉｇ ｊ ｎ ｉ ａ — ａ ｇ Ｏ ｎ — ａ ，ＷＡ Ｇ Ｃ ｎ ，Ｉ Ｎ ｉ Ｅ ｏ Ｎ ｏ ｇ Ａ Ｇ Ｗｅ ，Ｌ ＩＢ
中图分 类号 ：Ｔ ３ Ｅ２ 文献 标识 码 ：Ｂ 文章编 号 ：１ ７ — ９ ９ ２ １ ） ７０ ８ －３ ６ １ ０ ５ （０ １ ０ —０ ７０
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｓ ｒ ｏｒ Ｐ ｅ ｓ ｒ ａ ｓ ｉｓｏ ｗ ｒｎ ｓＭ ｉ ｉ ｇ ｔ ｄ ｎ Ｒｅ ｅ ｖ ｉ ｒ ｓｕ ｅ Ｔｒ ｎ ｍ ｓｉ ｎ Ｌａ Ｄｕ ｉ ｇ Ｇａ ｎ ｎ
２１ ０ １年第 ７期
煤
炭
工
程
煤层 气 排 采 过 程 中煤 储 层 压 力传 播 规 律 研 究
杜严 飞，吴财 芳，邹 明俊源 与地球科 学学院 ，江苏 徐州 ２ １０ ） ２０ ８
摘
要 ：文章在 分 析煤层 气排 采机 理 的基础 上 ，重 点研 究 了煤储 层压 力在 不 同的煤储 层 边界
条 件和 排采 制度 下 的传播 规律 。研 究表 明 ：在 不 同的煤储 层 边界 条件 和排 采制度 下 ，煤储 层压 力
传播 形 成 的压 降 曲线各异 ；煤 储层 压 力的传 播过 程 可分 为 两个阶段 ，即压 力传播 到储 层 边界之 前
为 第一 阶段 ，传 到储 层边界 之后 为第二 阶段 。 关键 词 ：煤 层 气 ；排 采 ；储层 压 力 ；传 播规 律 ；压 降 曲线
ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｕ ｄ ｂ ｉ ｅ ｅ ｔ Ｔ ｅ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｒ ｃ ｓ ｆｔ ｅ ｃ ａ ｅ ｔ ａ ｅ ｒ ｓ ｒ ｏｒｐ ｅ ｓ ｒ ｏ ｌ ｅ ｄ ｖｄ ｄ ｉｔ ｒ ｓ ｓ ｉｎ ｗｏ ｌ ｅ ｄｆ ｒ ｎ ． ｈ ｒ ｓ ｓ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｏ ｌｂ ｄ ｍｅｈ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｓ ｕ ｅ ｃ ｕ ｄ ｂ ｉｉ ｅ ｎ ｏ ａ ｆ ａ ｈ ｖ ｔ ｔ ｇ ｓ Ｔ ｅ ｆ ｓ ｓａ ｅ ｗｏ ｌ ｅ ｂ ｆ ｒ ｈ ｒ ｓ ｕ ｅ ｔａ ｓ ｔ ｄ ｔ ｈ ｏ ｎ ａ ｆｔ ｅ ｒ ｓ ｒ ｏｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ ｔｇ ｗｏ ｓａ ｅ ． ｈ ｒ ｔｇ ｕｄ ｂ ｅｏ ｅ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｎ ｍｉ ｅ ｏ ｔ ｅ ｂ ｕ ｄ ｒ ｏ ｈ ｅ ｅ ｉ ｎ ｈ ｅ ｏ ｄ ｓａ ｅ ｉ ｔ ｙ ｖ ｗ ｕ ｄ ｂ ｈ ｒ ｓ ｕ ｅ ｔａ ｓ ｔ ｄ ｂ ｙ ｎ ｈ ｏ ｎ ａｙ ｏ ｈ ｅ ｅ ｏｒ ｏ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｎ ｍｉ ｅ ｅ ｏ ｄ ｔ ｅ ｂ ｕ ｄ ｒ ｆ ｅ ｒ ｓ ｒ ｉ． ｔ ｔ ｖ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｃ ａ ｂ ｄ ｍｅｈ ｎ ｌ ；ｍｉ ｉ ｇａ ｄ ｄ ａｎ ｇ ； ｃ ａ ｅ ｔ ａ ｅｒ ｓ ｒ ｏｒ ｒｓ ｒ ｏｒｐ ｅ ｓ ｒ ； ｔ ｎ ｍｉｓ ｎ ｌｗ ｙ ｒ ｓ ｏ ｌ ｅ ｔ ａ ｅｗｅｌ ｎｎ ｎ ｒ ｉａ ｅ ｏ ｌ ｄ ｍｅｈ ｎ ｅ ｅ ｉ； ｅ ｅ ｖ ｉ ｒ ｓ ｕ ｅ ｒ ｓ ｓ ｉ ａ ｂ ｖ ａ ｏ
煤层气储层破坏机理及其影响研究
煤层气储层破坏机理及其影响研究煤层气储层特征：煤层气储层孔隙结构分为基质孔隙和裂隙孔隙,具有双重孔隙结构。
煤层中基质被天然裂缝网分成许多方块(基质块体):基质是主要的储气空间,而裂隙是主要的渗透通道。
煤层气储层基质孔隙基质孔隙又称微孔隙,直径通常为0.5～1nm,煤的微孔隙极其发育,煤层气的绝大部分就是溶解在微孔隙的表面,由于微孔隙的直径不大,通常指出水不能到达微孔隙系统中。
煤基质微孔隙与通常砂岩孔隙结构相同的就是煤层的孔隙大都就是煤层本身整体结构的一部分。
在煤层的微孔中常充填了相同共同组成的物质,这些物质的共同组成和体积常随着煤阶的发生改变而变化。
通常煤储层中的孔隙大小约1～1000μm,而与通常砂岩的孔隙较之大一个数量级。
这种NVIDIA孔隙结构随着煤化促进作用的进展而发生变化,因而可以对煤层的储层特性产生非常大的影响表1煤层气藏储层孔隙大小分类微孔中孔大孔孔径2nm孔径2nm-50nm孔径50nm煤的孔隙相差很大,大到数微米级的裂缝,小到连氮分子(直径为0178nm)都无法通过。
比较常用的孔隙大小分级标准见表1。
煤层气储层裂隙特征裂隙是煤中自然形成的,人们认识到其存在至今已有一百多年的历史。
在总结前人对裂隙的分类的基础上,苏现波按照裂隙的形态和成因将煤的裂隙分为三类,见图1。
图1煤岩中裂隙的分类割理(内生裂隙)煤层的割理主要就是由煤化促进作用过程中煤物质结构、结构等的变化而产生的裂隙。
根据在层面上的形态和特征,可以将割理分成面割理和端的割理。
其中面割理通常就是与层面平行或近平行,通常呈圆形板状延展,连续性较好,就是煤层中的主要内生裂隙。
端的割理只发育于两条面割理之间,常与层面横向或对数横向,通常连续性极差,缝壁圆形,就是煤层中的次内生裂隙。
由于煤岩中面割理和端的割理都比较发育,单体规模大,总体密度小,在空间上交易设立体网状,可以采用耦合连续介质渗流方法去叙述煤储层中的气、水运动。
外生裂隙外生裂隙是指煤层在较强的构造应力作用下形成的裂隙,按成因可分为三种:剪性外生裂隙、张性外生裂隙和劈理。
煤层气储层异常压力的成因机理及受控因素(1)
The formation m echanis m s of abnormal pressure and factor in control of the coalbed gas in Q inshui basin
WU Y ong-pin g , L I Zhong-dong , WANG Yun -cheng
图 1 镜煤面割理密度与 R o, max的 关系 F ig 1 The re la tion between v itra in surface parting density and reflectiv ity re la tions R o, m ax
第 4期
吴永平等 : 煤层气储层异常压力的成因机理及受控因 素
波认为在我国泌水盆地大城柳林等地区存在水动力封闭型煤层气藏但高压现象少见其原因在于我国煤层渗透率低一般在011100100110渗透率最大的抚顺煤田也仅为01541031810渗透率较好的水城丰程鹤岗开滦柳林等矿区只有0111011810说明我国煤层裂缝不太发育充填严重水力联系较差不具备大面积承压水发育条件地质历史中煤层气散失量大而缺乏水力能量补充而表现为低压特征1沁水盆地现今储层压力统计tablestatisticscoalbedreservoirpressure地区储层压力mpa最小最大最小最大2135515531633188186133106517231835127136132171612531905127136112沁水盆地异常压力成因机理实例211沁水盆地异常压力特点沁水盆地是我国煤层气勘探开发的主要地区本区含煤面积大煤层气资源量丰富
477
响顶、底板的封闭性造成异常压力体系. 当煤层持续抬升、储层温、压递减时 , 吸附气储集潜力低 , 煤层 气在水中溶解气的潜力也会降低, 储层中吸附气、溶解气向游离气转变, 储层中的游离气可能因卸压造成 的孔隙膨胀含气饱和度增加而有所增加 ( 超压状态 ) , 也可能因渗流逸散失而减少 , 部分或全部被转化的 游离气发生逸散 (欠压状态 ) . 断裂的发育, 通常对原始超压体系来说可能由于泄露作用导致低压异 常 , 而对非常压体系 , 通过它可以起到传递的作用 , 形成超压异常. 构造作用活动较强烈盆地其保存条件 遭到破坏是形成异常低压的主要因素之一 . 美国的圣胡安盆地和黑勇士盆地的地质条件 , 构造运动相对稳 定 , 煤层埋藏后没有大的抬升剥蚀, 保存条件好. 而我国的大部分煤区, 在煤变质结束后, 煤系又经过了 印支、燕山构造运动期的褶皱、抬升、剥蚀, 保存条件破坏 , 煤层气大量散失 , 新生代 , 地壳下降 , 接受 了再次沉积 , 虽然埋深增加, 但没有气体生成 , 含气饱和度低, 因而造成储层压力低. 1 3 水动力条件 水动力条件对煤储层压力也有较大的影响 . 地下水携带的矿物质在某些范围内的煤层割理沉淀 , 割理 [ 12] 被充填 , 该区的煤储层渗透率降低 , 阻止煤层气与外部环境交换 , 易于形成水压圈闭, 使压力得以保 持 . 在一定的封闭条件下 , 通常以压力水头高度来表示储层压力的大小. 水动力封闭型主要以美国圣胡安 盆地 F ru itland组煤层为代表, 美国的圣胡安盆地煤层气为超压的主要原因就是其承压水分布较广. 苏现 波认为 , 在我国泌水盆地、大城、柳林等地区存在水动力封闭型煤层气藏 , 但高压现象少见 . 其原因 - 3 - 3 - 3 在于我国煤层渗透率低, 一般在 0 1 10 ~ 0 001 10 m, 渗透率最大的抚顺煤田也仅为 0 54 10 ~ 3 8 10
煤层气成藏机理及形成地质条件研究进展
煤层气成藏机理及形成地质条件研究进展摘要：随着常规油气资源不能满足能源需求及各国对矿井灾害的重视，煤层气资源勘探、开发及矿井瓦斯抽采被广泛关注。
煤层气产业的发展对于优化国家能源结构，保障能源安全，减少温室气体排放和降低矿井瓦斯灾害具有重要意义。
基于此，本文对煤层气成藏机理及形成地质条件研究进展进行深入分析，以供参考。
关键词：煤层气;成藏机理;形成地质条件引言煤层气是一种天然的可燃气体，在全世界范围内具有巨大的发展潜力。
它吸附在煤层中，具有洁净、方便、高效等特点。
煤层气作为一种非常规天然气与常规天然气有巨大的差别，主要体现在在成藏机理和开采方式上。
研究调查表明，煤层气的成因机制主要有两种类型，分别为生物成因和热成因，其中以热成因为主要因素。
而煤层气的赋存机制，则为吸附、游离和溶解三种，其中吸附方式占到了很大的比例。
它主要赋存在煤基质孔隙中。
1煤层气成因机理1.1生物成因机理生物成因煤层气是在较低温度条件下，煤中有机质经多种微生物共同降解而形成的产物，其形成过程遵循厌氧发酵4个阶段理论。
原始煤和泥炭的大分子结构不能被产甲烷菌直接利用，必须先经过水解发酵菌将其降解为单分子和低聚物，然后在不同酸化细菌和产乙酸或产氢菌作用下，生成部分中间产物或直接生成氢气、二氧化碳和乙酸，最后以上产物在产甲烷菌作用下形成甲烷。
基于不同的地质演化时期，生物成因气主要包括原生生物煤层气和次生生物煤层气。
原生生物煤层气主要形成于煤化作用早期(镜质体反射率，Ｒo＜0．3%或Ｒo＜0．5%)，生气底物通常为未成熟腐植型有机质。
次生生物煤层气则是煤化作用后期，在构造作用下煤层抬升，经地表水携带的微生物作用形成，生气底物主要为前期形成的湿气、正烷烃和其他成熟有机化合物。
1.2热成因机在目前已开采和发现并储存的煤层中已发现热成因比例极高的天然煤层气体，这标志着热煤层气由理论转化为化学变化中，通过生物成因的制约，演变产生高低不一的煤层。
由于不同煤层气体压强不同、温度不同、菌类存在的种类也不尽相同，因此煤在地质层逐渐加深的过程中逐渐释放出挥发性的物质，如氢和氧含量较高的碳，在热煤层气形成的过程中主要挥发出以甲烷为主的热解烃类，随着温度和成熟度的不断增加，前期形成的长链烃类和液态烃类发生热裂解，形成CH4，从而使得CH4的总量增加。
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【 ｙｗｏｄ 】Ｂ ； ｂ ｏｍ ｌ ｈｐｅｓｒ ；ｂ ｏｍａ ｌｗ ｐｅｓｒ；ｒｐ； ｄｏｙ ａ ｓ Ｋｅ ｒｓ Ｃ Ｍ Ａ ｎｒ ａ Ｊ ｒｓｕｅＡ ｎ ｒ ｌｏ ｒｓｕｅ Ｔａ Ｈｙｒｄ ｎｍｉ ｈｇ ｉ ｍ
【 摘 要 】 通过对控制煤层 气储 层异常压力变化 的因素分析 ， 从众 多因素 中选取 出４个具有支配地位 的因素 ， 分别是生烃作用 、 构造运动作
用 ， 闭作 用 、 动 力 作 用 ４个 方 面 。根 据 煤 层 气储 层 自身 的 特征 和 所 处 的地 质 背景 ， 煤 层 气储 层 异 常 高压 区分 为 两 类 ： 动 力 封 闭 型和 自封 圈 水 将 水 闭 型 。 同 时对 我 国各 地 煤 层 气 勘探 开 发取 得 的 资料 研 究分 析 认 为 中 国煤 储 层 压 力 以 低 压 储 层 为 主 ， 局部 地 区也 不 乏 高压 储 层 。 【 键词 】 层气 ； 常高压 ； 常低压； 闭； 关 煤 异 异 圈 水动 力
科技信 息
。科教前沿 ０
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩ Ｆ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ ＯＲ Ｔ Ｏ
２１ ０ ０年
第２ ５期
煤层气储层异常压力形成机制研究
桑浩 田 （ 中国矿 业大 学＜ 州＞ 昌校 区分 析测试 中心 江 苏 徐 州 ２ １ ０ ） 徐 文 ２ ０ ８
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解 吸 、运 移 ，它 使 被 吸 附 的 甲烷 解 吸进 入 煤 层裂 隙 系 统 ，发 生 运 移 、
现 场 试 井 分 析 得 出 ＳｎＪａ ａ ｕｎ盆 地 内水 果 地 组 煤 层 具 有 较 高 的 渗
散 失 。 当 煤 层 压 力 大 于 上 覆 盖 层 的突 破 压 力 时 ，煤 层 气 将 大 量 散 失 ， 透 率 且 含 有 丰 富 的水 资 源 。 位 于盆 地 北 部 露 头 区ｆ ， 量 的地 表 水 在 图）大 形 成 低 压 储 层 。 文 根据 国 内各 地 煤 层 气 勘 探 开 发 阶 段 采 集 的 大量 煤 和 大 气 降 水 沿煤 层 向深 部 运 移 。 部 携 带 的 细 菌 与 煤 中 有 机 质 进 行 化 本 外 层气储层压力资料， 对煤 层 气 储 层 异 常 压 力 的 控 制 因素 及 其 形 成 机 制 学 反应 ， 成 次生 生 物成 因气 并 与 沿 途 溶 解 的 甲 烷 分 子 随 水 的 流 动 向 生
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有 关 煤 储 层 异 常 压 力 的形 成 机 理 及 该 方 面 的定 量 讨 论 ， 年来 虽 碍 ， 到 达 盆 地 深 部 ， 成 滞 留 时 ， 致 煤 储 层 流 体 压 力 的 升 高 ， 而 近 或 形 导 从 然 已有 不 少 报 道 。 关 于煤 层 气 储 层 异 常 压 力 的控 制 因 素 分 析 与 形 成 形 成 高 压 异 常１ 但 ３ １ 如 美 国 的 ＳｎＪａ 。例 ａ ｕｎ盆 地 Ｆｕｔ ｎ ｒｉａｄ组 地 层 异 常 高 压 ｌ 机 制 过 程 的 理 论 还 不 够 完善 。 储 层 中压 力 的 降 低 直 接 导 致 煤 层 甲 烷 就 是 在 侧 向 上 水 动 力 封 闭造 成 的 。 煤
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