浅谈煤层气藏保存条件(1)论文

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翻新时间：2023-04-22

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浅谈煤层气藏保存条件(1)论文

作者: 万玉金陈孟普收录来源: 中国煤层气【论文摘要】本文主要论述了保存条件对于煤层气藏的作用及其重要意义，保存条件主要指盖层的封盖能力、水动力条件和构造运动等因素。在地质历史中，上述地质作用主要是通过改变地层的温压条件而改变吸附与解吸和吸附与溶解之间的平衡，挖制地层中的煤层气赋存形式，从而影响煤层气的保存。

文中最后以大城地区为例综合评述了煤层气藏的保存条件及受各种因素的影响程度。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，煤的生气量很大，从长焰煤开始，累积生气量都在50ｍ３／ｔ以上，Dｅｃｋｅｒ（１９８７)认为煤的生气量比其保存的气量要高8～１０倍，也就是说煤的生气量远远超过现今各煤层的实际含气量(一般为5～２０ｍ３／ｔ)，这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。１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：割理系统和微孔隙系统。

割理孔隙度一般都较小且被水充满，溶解气、游离气较少，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。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解气弱得多，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。

２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。

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。煤层气通过盖层逸散主要有两种方式：一是渗流运移，一是扩散运移，究竟以那种方式运移主要由上覆岩层的封盖性能控制：

(1)上覆岩层如果是超致密层，即良好的盖层，其排替压力大于煤层中流体剩余压力(图1ａ)，具有良好的毛细封闭能力，则气体只以扩散方式运移，其运移速度是相当缓慢的，煤层气逸散量可用岩石的扩散系数等参数估算；

(2)当煤层中剩余压力大于上覆盖层排替压力时，气体则以渗流的方式运移(图1ｂ)，气体逸散速度与气体的有效渗透率及剩余压差有关，剩余压差越大或气体的有效渗透率越高，则逸散越快，此时主要是游离气体逸散，当煤中压力小于盖层的排替压力时，逸散即告结束，如果气源充足，此过程则重复进行，如超压很高则有可能产生微裂缝而使气体呈间歇式散失；如果煤层中没有游离气，而是由于静水压力引起的超压，则只有扩散运移，也就是说在没有压降时，吸附气难以解吸而进行逸散；

(3)如果上覆岩层是渗透层(如砂岩或裂隙性泥页岩等)，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(图1ｃ)；

(4)如果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，甚至会向煤层中输入天然气(图1ｄ)。总之，盖层的质量越好，封盖能力越强，煤层气只以扩散方式运移，逸散很慢，盖层盖，失去毛细封闭能力，气