(全部)煤层气课件
一,煤层气勘探开发的意义
1、能源意义
煤层气是一种新型的洁净能源，其勘探开发可以弥补常规能源的不足。
2、安全与减灾的意义
煤层气，严重的影响着我国的煤矿生产安全。在煤炭开采前预先进行煤层气抽采，有利于降低煤矿生产过程中的瓦斯灾害事故。
3、环境意义
煤层气开发降低了煤炭开采中的瓦斯排放，从而降低了由此产生的温室效应。
4，形成新的支柱产业
煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，如煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。可以有利于衰老煤矿区转业，发展新型的相关产业，缓解转岗就业困难，成为新的经济增长
5、巨大的经济意义
通过采气销售直接获取经济效益（目前煤层气的井口价一般为1~1.5元/m3），如果民用或发电，还可得到0.2~0.25元/m3的财政补贴，出售减排碳指标（CDM项目）可得到0.2~0.5元/m3 。对瓦斯突出严重的矿井，采煤过程中的瓦斯治理费用在10～20元／吨煤；同时突出矿井建设费用也远远高于一般矿井。地面煤层气开发预先抽放了瓦斯，就可大大降低采煤过程中的瓦斯治理费用，晋煤集团的蓝焰公司一直在坚持这一发展思路。预抽瓦斯，降低了煤矿瓦斯事故，由此产生显著的社会效益。
二，煤层气生成过程
1、泥炭化作用和成岩从成煤原始物质被埋藏开始至门限深度为止。
地层条件：低温（小于50～60℃）、低压。
鉴别指标：Ro小于0.5%。
气体成因：生物成因气
通过微生物的作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，可溶有机质在产酸菌和产氢菌的作用下，变为挥发性有机酸、Ｈ2和CO2；Ｈ2和CO2在甲烷菌作用下最后生成CH4。
2、变质作用阶段
地层条件：高温（大于50）。
鉴别指标：Ro大于0.5%。
煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态物质。由于煤隶属III型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷为主。
气体成因：热成因气
三，煤层气开发过程渗透率动态变化的影响因素
地质因素：
地应力
埋藏深度 天然裂隙
煤体结构
储层压力
水文地质条件
流体介质
毛管力、贾敏效应等
（在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应） ；另一方面煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）。这种正、负效应在煤层气开发活动中，同时存在，同时发生，其综合作用效果是煤层气持续开发和经济评价所要考虑的重要因素之一。）
四，影响煤吸附能力的因素
煤具有对煤层气的吸附作用，其关键就在于煤表面具有一定的表面能，具有把周围介质中的气体分子吸到表面上的能力.表面能的差异性决定了煤对气体吸附能力的不同。表面能越高，煤吸附气体的能力就越大。表面能的大小又受控于煤的变质程度、煤体结构和组分等因素。
五：控制煤层富集的地质因素
煤自身吸附能力，
构造热演化，岩浆烘烤对煤层物性影响，越靠近侵入体，节理越发育，破碎越严重，孔隙度与裂隙度越高。
埋深与上覆有效地层厚度；覆地层厚度变薄，原始地层压力降低，原始的吸附平衡状态被打破，煤层气的解吸扩散作用发生，煤层的原始气含量降低。这一含气量的降低过程一直持续到地壳相对稳定，风化剥蚀作用停止，地层压力保持不变，或地壳开始下沉，沉积物开始堆积，地层压力开始上升为止。此时，残留于煤层之上的地层厚度即为煤层的上覆有效厚度。
围岩物性；封闭机理-直接封闭 封闭机理-毛细管压力封闭（物性封闭）层气的富气程度与盖层厚度、物性封闭性有关 上覆层的砂泥比越小，有含气量增高的趋势。上覆层泥岩的发育有利于煤层气保存。
地下水动力条件；地下水的补给、运移、滞留和排泻是煤层气运移或散失的动力。地下水滞留区是地下水运移的目的地，也是煤层气运移的最终场所。
构造特征； 构造应力场与地质构造不仅直接控制煤层气逸散通道的形成及发育程度，同时也影响封盖层和煤储层水力系统对煤层气的封闭能力。
六：煤层气储量的计算方法
可采储量 经济可采储量 已开发经济可采储量
1，储量起算条件，单井产量下限 2，储量估算单元与边界，储量计算单元一般以块段为基本估算单元，纵向上一般以单一煤层（组）为估算单元，对于勘查程度相同、储层特点一致、可合并开采的煤层可合并估算单元，但煤层数据应分层统计。储量估算单元的边界，应在矿业权范围内，由查明的各类地质边界，如断层、煤层及煤类变化、含气量下限、煤层净厚下限(0.5 m-0.8 m)等确定，对煤层组估算单元的边界可根据实际条件做适当调整；若未查明地质边界，主要由达到产量下限的煤层气井确定，也可由矿权区边界、自然地理边界或合理外推井控制储量估算线等确定。
3，计算单元划分
纵向上，以单一煤层或煤岩、煤质和煤体结构特征相近的煤层组为一个计算单元
横向上，以单一煤层底部或煤层组中部埋深线作为边界划分计算单元：风化带～1000m、1000～1500m、1500～2000m
操作中，在风化带～1000m中又以矿区深度为边界划分次级计算单元
4、储量估算方法
体积法Gi = 0.01 A h D Cad
式中：Gi---煤层气地质储量，108m3；
A---煤层含气面积，km2；
h---煤层净厚度，m；
D---煤的容重，t/m3。
类比法
类比法主要利用与已开发煤层气田（或相似储层）的相关关系计算储量。计算时要绘制出已开发区关于生产特性和储量相关关系的典型曲线，求得计算区可类比的储量参数再配合其它方法进行储量计算。类比法可用于预测地质储量的计算。
七：钻完井过程对煤层的潜在伤害及降低措施
（1）煤强度的影响
由于煤杨氏模量小，泊松比高，天然割理及节理发育，使煤的抗拉、抗压强度比较低。
（2）正压差伤害
在正压差作用下，钻井液中的胶体颗粒和其它细微颗粒被吸附在煤层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的侵入又可能发生各种敏感性反应。
（3）固相伤害
钻井液中所含固相颗粒分为粗粒（大于2000 μm ）、中粗粒（250-2000 μm ）、细粒（44-250 μm ）、微粒（2-44 μm ）和胶体颗粒（小于2 μm ）。
钻井液中不同粒径的固体颗粒，特别是其中的微粒和胶体颗粒会沿着煤层的割理和孔隙进入煤层，对煤层气的运移通道产生填充和堵塞。
（4）强亲水伤害 煤层气储层的低孔隙度、低渗透率、强亲水性、大比表面积，造成了高束缚水饱和度。
在储层原始状态下，原始含水饱和度一般低于束缚水饱和度。当使用水基钻井液将煤储层打开时，很强的毛细管作用力使地层强烈吸水，而正压差作用下的渗流则加剧了水侵深度，直到储层吸水达到束缚水饱和度为止。
水量增加形成的水膜将使煤层产生“水锁”，造成永久性伤害。
(2)措施1.若条件允许，应尽可能使用空气、雾化空气或泡沫进行钻进；2.若要用钻井液控制地层压力，最好使用产出的地层水或是加有少量膨润土（提高粘度）的清水；3.若采用泥浆钻进，应使用低PH 值（5.5-7.5)的非活性泥浆，要求低密度、低粘度、低失水量和低固相含量的钻井液较为适宜，并且要减少化学物质的加入4. 平衡钻进；5.对已伤害的储层实施酸化处理
八：常用煤层气地质录井方法及定义
钻时录井 系统地记录钻时并收集与其有关的各项数据、资料的全部工作过程。
岩心录井 取煤层气井岩心进行录井
岩屑录井 获取有代表性的岩屑进行录井
钻井液录井 钻井液录井--泥浆录井 根据泥浆性能的变化及槽面显示，推断井下是否钻遇油、气、水层及特殊岩性的录井方法。
气测录井-- 直接测定钻井液中可燃气体含量的一种录井方法
其它录井
九：煤层气井固井的目的及固井过程
固井目的 1：封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺利进行
2：封隔气水层，建立气流出通道，防止产层间互窜
:3：进行增产措施
:4：安装井口
过程：下套管——注水泥——候凝——检测评价
下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。侯凝：注入井内的水泥浆要凝固并达到一定强度后才能进行后续的钻井施工或是其它施工，因此，注水泥施工结束后，要等待水泥浆在井内凝固，该过程称为候凝 ；
测井进行固井质量检测和评价
十：叙述煤层气有利区块的阶梯优选方法步骤
《第四章》45页开始
由于目标区勘探研究的程度不同，目标区优选排序应该是多层次的。即根据不同勘探程度，采用能够获得的因素分层次来进行。研究程度高的目标区，可采用更多的因素。因此，优选排序工作应是递进的，即随着优选排序层次的上升，排序结果越来越接近实际情况。
排序原则：先易后难、先富后贫、先大后小
方法一：
根据中国煤层气勘探选区评价标准表优选
方法二：
“一剔除三筛选排序法”。
第一步 关键参数一票否决
利用“一票否决制”剔除不可能进行煤层气勘探的区域
第二步 面积—资源丰度筛选
主要考虑目标区规模和资源量大小对目标区进行筛选，进一步从煤层气资源的角度对目标区进行定量排序。排序时考虑的因素包括评价区面积、资源丰度、含气量、含气饱和度、煤阶、储层临界解吸压力。
第三步 渗透率筛选
在该层次中采用渗透率作为关键因素，其它因素包括：煤级、孔隙、割理、裂隙发育程度、临界解吸压力等
第四步 产能筛选
利用试气产量作为主要参数，考虑的其它因素包括：资源丰度、含气量、含气饱和度、煤级、渗透率、临界解吸压力等。
第五步 经济评价优选
对开发项目进行经济评价，主要考虑下游市场环境、投资规模、回收期、收益率
方法三：评分法
根据单层煤厚、含气量、煤层埋深、煤层渗透率和煤层压力等五项参数按下表赋分。
方法四：关键要素递阶优选法
通过地质风险分析，筛选出对不同层次评价单元煤层气前景具有关键性控制作用的风险要素，进而按聚气带→目标区→靶区的递阶层次进行选区评价和优选
方法五：多层次模糊综合评价方法
十一：例举5种以上煤层气测井方法及原理
《第六章》30页开始
电法测井：
以测定岩、煤层的电学性质为基础的测井方法。
煤层气方法学
煤层气是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以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中的烃类气体，俗称“瓦斯”，其主要成分是甲烷。
煤层气作为一种非常规天然气资源，具有广阔的应用前景和重要的战略意义。以下是一些常见的煤层气开发方法：
1. 垂直井开采法：这是最常见的煤层气开采方法之一。通过在煤层中钻垂直井，利用井底的压力差将煤层气抽采到地面。这种方法适用于煤层厚度较大、渗透率较高的地区。
2. 水平井开采法：在煤层中钻进水平井，通过水平井与垂直井的连接，形成一个采气通道。水平井可以增加煤层的暴露面积，提高采气效率。这种方法适用于煤层较薄、渗透率较低的地区。
3. 压裂开采法：通过在煤层中进行水力压裂，增加煤层的渗透率，从而提高煤层气的产量。压裂开采法可以分为垂直井压裂和水平井压裂两种方式。
4. 洞穴储存法：将煤层气开采出来后，通过管道输送到地下洞穴中进行储存。这种方法可以解决煤层气产量不稳定的问题，同时也可以作为天然气调峰的一种手段。
5. 地面开采法：在煤层上方的地面上建立采气设施，通过钻孔将煤层气抽采到地面。这种方法适用于煤层埋藏较浅、渗透率较高的地区。
总之，煤层气的开发方法需要根据煤层的地质条件、储层特征和开采技术等因素进行选择。在实际应用中，往往需要采用多种方法相结合的综合开发模式，以提高煤层气的产量和经济效益。
煤层气
一、名词解释
1煤层气：是指煤层生成的气体经运移、扩散后的剩余量，包括煤层颗粒基质表面吸附气，割理、裂隙游离气。
2煤型气：是相对于油型气的概念，是煤成气和煤层气的总和。
3割理：是指煤层中近于垂直层面的天然裂隙。
4构造煤：是指煤层中分布的软弱分层，是煤层在构造应力作用下发生破碎或强烈的韧、塑性变形及流变迁移的产物。
5煤层气吸附平衡：当吸附和解吸两种作用速度相等（单位时间内被固体颗粒表面吸留的气体分子数等于离开表面的分子数）时，颗粒表面上的气体分子数目就维持在某一定量，称为吸附平衡。
6煤层气藏：是指在地层压力（水压和气压）作用下保有一定数量气体的同一含煤地层的煤岩体，具有独立的构造形态；是在煤层演化作用过程中形成的，在后期构造运动中未被完全破坏，呈层状产出。
7煤层气地质储量：是指在原始状态下，赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。
8煤成气：是煤层和煤系中分散有机质在热演化过程中生成的气态烃，经运移到煤系中或煤系以外的储层中聚集的煤型气。
9瓦斯突出煤体：构造严重破坏并具有发生瓦斯突出的瓦斯能（即含有大量瓦斯）介质条件的煤体称为瓦斯突出煤体。
10坚固性系数：用于表示岩石抗冲击能力的大小或破坏时破碎功的大小。
11瓦斯放散初速度△P：是指煤在0.1MPa压力吸附瓦斯的条件下，向一固定体积的真空空间放散时，某一时间段内所散放的瓦斯量。
12原生结构煤：指煤原生构造未受构造变动，保留原生沉积结构和构造特征，每层原生层理完整、清晰，仅有少量内、外生裂隙发育，煤体呈块状的煤；原生结构煤的煤岩成分、结构、构造与内生裂隙清晰可辨。
13煤与瓦斯突出：采煤生产过程中，在一瞬间（几秒钟）采煤工作面或巷道某处突然被破坏，迅速放出大量瓦斯，同时抛出大量的煤、岩碎块和煤粉，这种现象称为煤与瓦斯突出。
14吸附等温线：按照气体解吸特性描述的煤的响应性曲线称为吸附等温线
二 填空题
1煤层气形成阶段：原生生物气生成阶段、热降解气生成阶段、热裂解气生成阶段和次生生物气生成阶段。
煤层气 2
煤 层 气
煤层气（Coalbed Methane）储层参数，主要包括煤的等温吸附特性参数、煤层气含量、渗透率、储层压力、原地应力，以及有关煤岩煤质特征的镜质组反射率、显微组分、水分、灰分和挥发分等，相应的测试分析技术有：煤的高压等温吸附试验（容量法）、煤层气含量测定、煤层气试井和煤岩煤质分析等。
煤的高压容量法等温吸附实验，是煤层气资源可采性评价和指导煤层气井排采生产的关键技术参数，等温吸附数据测定准确性，直接关系到煤层气开发项目的成败和煤层气产业的发展。
许多研究表明，煤是具有巨大内表面积的多孔介质，象其它吸附剂如硅胶、活性碳一样，具有吸附气体的能力。煤层气以物理吸附方式储存在煤中，主要证据有：甲烷的吸附热比气化热低2—3倍（Moffat ＆ Weale，1955；Yang ＆
Saunders，1985），氮气和氢气的吸附也与甲烷一样，这表明煤对气体的吸附是无选择性的；大量试验也证明，煤对气体吸附是可逆的（Daines，1968；Maver等，1990）。
结合国内外资料，推荐吸附样粒度为60—80目。
煤的平衡水分—当煤样在温度30℃、相对湿度96%条件下，煤中孔隙达到水分平衡时的含水量。
测试平衡水平的主要目的是：恢复储层条件下煤的含水情况，为煤的吸附实验做准备。
煤层气含量—指单位重量煤中所含的标准状态下（温度20℃、压力101.33kpa）气体的体积，单位是cm3/g或m3/t。它是煤层气资源评价和开发过程中计算煤层气资源量和储量、预测煤层气井产量的重要煤储层参数之一。煤层气含量的测定方法大体上可分为两类：直接法（解吸法）和间接法（包括等温吸附曲线法和单位体积密度测井法）。在直接法中，保压取心解吸法是精确获得原地煤层气含量最好的方法。
直接法的基本原理
煤心煤样的煤层气总量由三部分气体量构成：一是损失气（lost gas）,二是实测气（measured gas），三是残余气（residual gas）。
煤层气的物质组成、性质和利用
9
煤层气的物质组成、性质和利用
煤层气是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、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水中的烃类气体。其成分以甲烷为主，往往将其简称为煤层甲烷。
煤层气与煤型气、瓦斯在词义上有明显差别。煤型气是指煤系中煤和分散有机质，在成岩和煤化作用过程中形成的天然气，以游离状态、吸附状态和溶解状态赋存于煤层和其它岩层内，其成分大多以甲烷为主，也可能以氮气、二氧化碳或重烃等为主。其中赋存在煤层中，成分以甲烷为主的煤型气称为煤层气或煤层甲烷，赋存在围岩中的煤型气称为煤成气。瓦斯是赋存在煤层中的煤层气与采动影响带中的煤成（层）气、采空区的煤型气及采掘活动过程中新生成的各种气体的总称。
第一节 煤层气的形成
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，发热量和固定碳含量增加，同时也生成了以甲烷为主的气体。
煤化作用要经历两个过程，即生物成因过程和热成因过程，生成的气体分别称为生物成因气和热成因气（表2-1）。
表2-1 生物成因和热成因煤层气产生的阶段（据Scott，1994）
煤层气产生阶段 镜质组反射率（%）
原生生物成因甲烷 <0.30
早期热成因 0.50~0.80
最大量的湿气生成 0.60~0.80
强热成因甲烷开始产生 0.80~1.00
凝析油开始裂解成甲烷 1.00~1.35
最大量的热成因甲烷生成 1.20~2.00
大量湿气生成的最后阶段 1.80
大量热成因甲烷生成的最后阶段 3.00
次生生物成因甲烷 0.30~1.50
一、 生物成因气 10 生物成因气是有机质在微生物降解作用下的产物。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：其一，二氧化碳的还原作用生成甲烷；其二，醋酸、甲醇、甲胺等经发酵作用转化成甲烷（Law，1993）。尽管两种作用都在近地表环境中进行，但据组分研究，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（Law，1993）。按照生气时间、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。
煤气层
什么是煤层气
煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是ＣＨ４（甲烷），是主要存在于煤矿的伴生气体。也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。
煤层气是热值高、无污染的新能源。它可以用来发电，用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。煤层气随着煤炭的开采泄漏到大气中，会加剧全球的温室效应。而如果对煤层气进行回收利用，在采煤之前先采出煤层气，煤矿生产中的瓦斯将降低７０％到８５％。
煤层气的开采一般有两种方式：一是地面钻井开采；二是井下瓦斯抽放系统抽出。地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用的，通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量，降低了煤矿对通风的要求，改善了矿工的安全生产条件。地面钻井开采方式，国外已经使用，我国有些煤层透气性较差，地面开采有一定困难，但若积极开发每年至少可采出５０亿立方米；由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气，花去了费用，浪费了资源，污染了环境。
1.国内外煤层气开发利用现状
煤层气资源
世界上目前发现有74个国家蕴藏着煤炭资源,同时也赋存着煤层气资源。根据国际能源机构(IEA)估计,全球煤层气资源总量可达260万亿立方米,俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过10万亿立方米。据中联公司最新一轮的全国煤层气资源预测结果显示(2002年),中国陆上烟煤煤田和无烟煤煤田中(未包括褐煤煤田),在埋深300~2 000m范围内煤层气资源总量为31·46万亿立方米,位居世界第三。
煤层气的危害
瓦斯有煤矿“第一杀手”之称,煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的最大威胁之一。我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%,瓦斯事故频繁[3]。在中国煤矿重大恶性事故中,瓦斯爆炸引起的事故约占70~80%[4],造成的伤亡占到特大事故伤亡人数的九成[5]。据中国监察部网统计, 2004年全国共发生煤矿死亡事故3 639起,造成6 027人死亡。2003年全国矿难的死亡人数达到6 177人,两年共有1·2204万名矿工死亡,其中绝大部分死于瓦斯爆炸事故[6]。瓦斯不仅是矿工的生命杀手,还是人类生存环境的破坏者。煤层气中95%以上是甲烷。甲烷是造成环境温室效应的3种主要气体(甲烷、二氧化碳和氟利昂)之一,如果以原子为基准,甲烷的加热效应是CO2的25~30倍,以重量为基准则达70倍。甲烷排入大气层,不仅因其温室效应引起气候异常,而且消耗大气平流层中的臭氧,对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的7倍,严重削弱了臭氧层对太阳紫外线侵袭的防护作用,危害人类健康[6, 7]。
(全部)煤层气课件
一,煤层气勘探开发的意义
1、能源意义
煤层气是一种新型的洁净能源，其勘探开发可以弥补常规能源的不足。
2、安全与减灾的意义
煤层气，严重的影响着我国的煤矿生产安全。在煤炭开采前预先进行煤层气抽采，有利于降低煤矿生产过程中的瓦斯灾害事故。
3、环境意义
煤层气开发降低了煤炭开采中的瓦斯排放，从而降低了由此产生的温室效应。
4，形成新的支柱产业
煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，如煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。可以有利于衰老煤矿区转业，发展新型的相关产业，缓解转岗就业困难，成为新的经济增长
5、巨大的经济意义
通过采气销售直接获取经济效益（目前煤层气的井口价一般为1~1.5元/m3），如果民用或发电，还可得到0.2~0.25元/m3的财政补贴，出售减排碳指标（CDM项目）可得到0.2~0.5元/m3 。对瓦斯突出严重的矿井，采煤过程中的瓦斯治理费用在10～20元／吨煤；同时突出矿井建设费用也远远高于一般矿井。地面煤层气开发预先抽放了瓦斯，就可大大降低采煤过程中的瓦斯治理费用，晋煤集团的蓝焰公司一直在坚持这一发展思路。预抽瓦斯，降低了煤矿瓦斯事故，由此产生显著的社会效益。
二，煤层气生成过程
1、泥炭化作用和成岩从成煤原始物质被埋藏开始至门限深度为止。
地层条件：低温（小于50～60℃）、低压。
鉴别指标：Ro小于0.5%。
气体成因：生物成因气
通过微生物的作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，可溶有机质在产酸菌和产氢菌的作用下，变为挥发性有机酸、Ｈ2和CO2；Ｈ2和CO2在甲烷菌作用下最后生成CH4。
2、变质作用阶段
地层条件：高温（大于50）。
鉴别指标：Ro大于0.5%。
煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态物质。由于煤隶属III型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷为主。
实验三 平衡水等温吸附实验【中国矿业大学《煤层气地质学》(傅教授课件)】
1 实验三 等温吸附实验
一、实验目的
掌握等温吸附实验的原理与方法；掌握煤层气饱和度、临界解吸压力和最大理论采收率的计算。
二、实验内容
1、实验仪器
测量仪器是一台改进了的波义耳定律孔隙率仪（美国Raven Ridge 公司生产的高压等温吸附仪，图3-1），它安装在恒温水浴上，由容量为80cm3的不锈钢基准缸和容量为160cm3的不锈钢器缸组成，容器、管子和阀门的压力值必须大于实验时所预料的最高压力值，所有缸和管子的容积必须精确地测定。基准缸和实验缸设在恒温器中, 其温度误差控制在±0.2℃以内，基准缸和实验缸压力由高精密压力传感器单独监控，精度为3.51kPa。实验缸的温度在实验期间要确保稳定。
不同时间的温度和压力数据均由计算机收集,数据采集使用高速16位模拟数字转换器完成，在前60s以每秒100个点的速度来采集，随后的数据以每秒10个点的速度采集，可以同时进行4个等温实验缸的数据采集。
图3-1 IS-100型气体等温吸附/解吸仪
2、实验样品
将样品破碎到小于60目（0.25mm），再进行筛分分析，以确定样品的粒径分布。在进行等温吸附实验以前，首先进行样品的工业分析，以测定样品的水分、灰分、挥发分和固定碳含量。为了再现储层条件，采用美国材料实验协会（ASTM）所推荐的标准，即在储层温度和平衡水含量条件下进行气体吸附实验。
平衡水分含量的确定方法：首先将样品称重（约100g），精确到0.2mg，把预湿煤样或自然煤样放入装有过饱和K2SO4溶液的恒温箱中，该溶液可以使相对湿度保持在96%~97%之间。48h后煤样即被全部湿润，间隔一定时间称重一次，直到恒重为止。平衡水分含量等于工业分析中空气干燥基水分（Mad）与平衡煤水分含量之和。
3、容量测定
容量测定包括如下步骤：① 校准仪器以确定实验缸的孔隙体积；② 使基准 2 缸充气的压力大于现时等温阶段实验缸要求的最终压力；③ 打开基准缸和实验缸之间的阀门，使其压力相等，并关闭该阀门；④ 监测实验缸的压力，以确定该压力点何时达到稳定，即达到吸附或脱附平衡；⑤ 重复步骤2到步骤5，直至达到实验最终压力为止；⑥ 进行等温解吸测量。