浅谈煤层气藏保存条件
出处：论文网
时间：2006-09-04
通过试验证明，地层水对煤层的冲洗会使煤岩吸附量下降，使饱和的煤层变
成欠饱和煤层。被带走的气量与冲洗的水量成正比(图2)。萍乐龙潭组C煤组含气
量低的一个原因就是受地层水冲洗造成的，而圣胡安盆地煤层气主要富集在地层
水阻滞区，致使煤层气保存良好。
４ 构造运动对煤层气保存的影响
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：(1)如果地壳台升并遭受剥
蚀，则地层压力和温度都降低，煤中气体的吸附能力降低，就会使未饱和气藏(
图3ａ)向饱和气藏过渡(图3ｄ)，或使饱和气藏达到过饱和而出现游离气(图3ｅ)
。(2)相反，地壳下降接受沉积，由于压力和温度的提高使气体的吸附能力提高
，游离气则向吸附气转化，有利于煤层气的保存。
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，而对于煤层气藏，因为煤层气是以吸附状态赋存于煤岩中的，断裂作用就
有所不同：(1)处于饱和区(图3ｃ)，煤层中的游离气就会通过断层逸散，在地层
水交替较弱条件下，即使断层是开启的，煤层气也不一定就大量散失，并可最终
达到接近于饱和状态(图3ｂ)；(2)如果地层水交替强烈，吸附气也会逸散，致使
煤层成为欠饱和气藏(图3ａ)；(3)如果断裂作用使盖层产生裂隙，则会降低封盖
能力而不利于煤层气的保存。在断裂不破坏盖层封盖性能条件下而使煤层产生裂
隙，则会提高煤层气藏的产能(Ｐａｓｈｉｎ等，1995)，在滚动背斜、牵引背斜
、断阶
附近或褶曲的轴部等都发现了此类高产能气井(图4)。由此在煤层气藏选区时，
应选择断裂作用不十分强烈的地区，既有利于煤层产生裂隙而提高煤层的渗透率
，又不致于破坏盖层的封盖能力。
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。
５ 大城地区煤层气保存条件综合评价
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。
大城凸起为一古老的复式背斜构造，石炭二叠系含煤层厚150～２００ｍ，
煤层总厚度13?64～３３?５５ｍ，分布面积广(冯国良等，1995)。其封、盖能
力分析如下：(1)煤层区域盖层为下石盒子组砂泥岩互层段，累积厚度50～２５
０ｍ，泥岩厚50～１００ｍ，渗透率平均0?55×１０??－5?μｍ?２，突破
压力达9?5ＭＰａ。主体部位煤系层段中，煤层多被泥岩包围，泥岩厚１～３ｍ
，煤层之间的累积厚度一般为5～２０ｍ，渗透率平均0?16×１０??－３?μ
ｍ?２，突破压力达?3?0ＭＰａ；(2)大?参1井4煤组煤岩吸附量达16?4ｃｍ
?３／ｇ(地层压力10?4ＭＰａ)，具有较高的吸附能力；(3)主体部位处于地层
水弱交替区，至西北文安地区为地层水交替阻滞区(赵宝中，1993)，形成良好的
水压封闭煤层气藏；(4)由于地壳抬升遭受剥蚀、压力下降使吸附能力降低后，
煤层气解吸后在背斜高部位大1、大6井区散失较多，主体部位有良好的封盖条件
而保存较好(图5)。
经综合评价认为：大城背斜主体部位泥岩沉积区与地热异常区的结合处远离
地层，盖层条件好，地层水交替弱，煤层气保存良好，煤层可能处于吸附饱和状
态，是煤层气开发的有利区带(图6中Ⅰ、Ⅱ区)，同时考虑到经济原因，埋深小
于1400ｍ的Ⅰ区为本区的有利区带；Ⅱ区埋深在2000ｍ以内，煤层气保存良好，只是埋深大，开
发难度大；Ⅲ区埋深超过2000ｍ难于开发，或位于砂岩沉积区煤层气保存差，不
利于煤层气的开发。
５ 小结
(1)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；
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)大城地区主体部位泥岩沉积区(Ⅰ区)经综合评价被认为，煤层气保存条
件好，含气量大，是煤层气开发的较有利区带。/jm2
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