煤层气藏工程原理

简述煤层气的赋存及开采机理煤层气是一种以煤层作为富集和储存层的天然气资源。

它与石油和天然气一样，属于化石燃料的一种，具有高热值、清洁环保等特点，被广泛应用于工业、民用和交通等领域。

煤层气的赋存和开采机理涉及到地质学、煤学、岩石力学等多个学科，下面将从煤层气的赋存状态和开采过程两个方面进行简述。

一、煤层气的赋存状态煤层气主要以吸附气和游离气的形式存在于煤层中。

吸附气是指煤层中气体分子与煤质表面发生物理吸附作用形成的气体，它主要存在于孔隙中和煤质表面的微孔中。

游离气是指煤层中气体分子不与煤质发生吸附作用，直接存在于煤体的裂隙中。

煤层中的孔隙主要包括微孔、裂隙和堆积孔隙等，其中微孔是煤层气主要的储存空间。

煤层气的赋存状态与煤质、煤层厚度、地下温度和地下压力等因素密切相关。

二、煤层气的开采过程煤层气的开采过程主要包括勘探、开发、生产和利用四个阶段。

1. 勘探阶段勘探是确定煤层气资源储量和分布的阶段。

通过地质勘探、地球物理勘探和钻探等手段，获取煤层气地质储层参数和地下地质构造信息，以确定适宜的开采地点和开采方式。

2. 开发阶段开发是指利用各种开采技术将地下的煤层气资源转化为可利用的气体。

常见的开发技术包括水平井钻探、压裂和抽采等。

水平井钻探是将钻井技术与井筒完井技术相结合，钻设水平井以提高开采效率。

压裂是指通过注入高压液体将煤层裂缝扩展，以增大气体流动通道。

抽采是通过抽取地下水和降低地下压力，从而促使煤层气向井筒中流动。

3. 生产阶段生产是指煤层气从地下储层中抽采到地面，并进行处理、净化和输送的过程。

煤层气经过地面的分离、除水、脱硫和除尘等工艺处理后，可以供应给工业、民用和交通等领域使用。

4. 利用阶段利用是指将生产的煤层气应用于各个领域。

煤层气可以作为燃料供应给发电厂、工业企业和居民用户使用，也可以作为替代燃料用于交通运输。

煤层气的赋存及开采机理是一个复杂而系统的过程，涉及到多个学科的知识。

通过深入研究煤层气的赋存规律和开采技术，可以有效开发和利用煤层气资源，实现能源的可持续利用。

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。

简述煤层气的赋存及开采机理。

煤层气是一种以天然气为主要组成成分的有机矿物质，位于煤层中，具有重要的经济价值。

煤层气的形成是由煤级经历了自然热熔、长期压实形成的，其中以煤炭质部分发生的化学转化形成的烃类物质为主。

煤层气的赋存机理主要有渗漏、储存和驻留三种。

渗漏机制是指地质构造形成的胸部面上出现的渗漏洞口，天然气可以从地底深处穿过凝聚层形成流体，也可以从悬崖壁、地层剪切面等再渗漏到胸部，从而被抽出煤层，形成较高的渗漏通道，以及不同煤层产气更多的原因。

储存机制是指瓦斯以气体相存在油层中，被油层作为贮容空间，保持油层的结构特征和气体的流动状态。

驻留机制是指瓦斯驻留在煤级的微孔内，在煤层中构成“贯通型”的天然气储量，并受变形、裂隙和煤层特征的影响而分布均匀。

煤层气的开采机理是指为了开发煤层气而采取的一系列石油勘
探开采、处理和利用技术手段。

开发煤层气的目的，是为了实现其规模经济价值，采取合理的勘探开发策略和技术，开拓煤层气藏的量、质和利用率，为石油燃料供应和国家经济发展作出重要贡献。

煤层气的开采机理主要有顶板封堵开采、高抽进封堵体系开采、抽洞堵塞开采和水果眼体系开采4种。

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煤层气井采气机理及压降漏斗1. 煤层气井采气机理煤层气（Coalbed Methane，简称CBM）是一种天然气，主要存在于煤层中。

煤层气的产生是由于煤层中的有机质在地质历史过程中经过压力和温度的作用，将有机质分解成甲烷等气体。

煤层气的开采是将这些天然气从煤层中采集出来供应给市场。

煤层气井的采气机理主要涉及以下几个方面：1.1 煤层气的吸附和解吸过程煤层气是以吸附形式存在于煤层中的，即气体分子通过静电力和万有引力相互作用，附着在煤表面。

随着压力的增加，煤层气开始解吸，即气体分子从煤表面脱附出来。

1.2 渗流过程煤层气在煤层中的渗流过程主要是通过煤层中的孔隙和裂缝进行的。

煤层中的孔隙主要是由于煤中的胶结物质、粒间隙和微孔隙所形成。

当煤层气压力高于地层压力时，气体就会顺着渗透率较高的通道进行流动。

1.3 煤层气的产量衰减机理在采出一定量的煤层气后，煤层气井的产气速度会逐渐减小，甚至停产。

这是由于煤层中的渗透度减小，孔隙和裂缝被压实等因素造成的。

产气速度衰减的快慢与煤层的物性、渗流路径的连通性以及采气方式等因素有关。

2. 压降漏斗在煤层气井中的应用压降漏斗是一种常用于煤层气井的流体传输设备。

煤层气井中的压降漏斗主要用于以下几个方面：2.1 调节产气速度压降漏斗可以通过调节产气速度，控制煤层气从井中产出的速度。

产气速度过快可能导致煤层中的渗透率不足以支撑气体的流动，造成井壁的塌陷和井内压力的下降。

而产气速度过慢则会降低煤层气的采集效率。

压降漏斗可以通过调节流量来平衡产气速度和煤层渗透率之间的关系，有效地控制产气速度。

2.2 分离沉积物煤层气井中存在着一定量的沉积物，如煤粉和水分。

这些沉积物会对煤层气的采集造成一定的影响。

压降漏斗可以通过设计合理的结构，将沉积物从气流中分离出来，确保采集到的煤层气的纯度。

2.3 减小压力损失在煤层气井中，气体需要克服一定的阻力才能从地层中流出。

压降漏斗可以通过设计合理的结构和优化流体动力学，减小气体在流动过程中的压力损失。

中国煤层气富集成藏规律
中国煤层气富集成藏规律是指煤层气在地质环境下形成富集和保存的规律。

煤层气是一种天然气，在煤炭矿井中富集而成，是一种重要的能源资源。

煤层气的形成、富集和保存受到地质构造、煤层特性、气体来源和运移等因素的控制。

根据中国煤层气资源的分布特点，可以将中国的煤层气富集成藏规律分为以下几个方面：
一、地质构造控制法则：地质构造是煤层气形成、富集和保存的重要因素之一。

在中国煤层气资源的分布中，大部分都分布在古近系地层，随着地质历史的演化和构造变化，煤层气的富集和保存也受到了不同的控制。

比如，华北地区的煤层气主要富集在向阳坡和背风坡的下部，沿断裂带较为富集；而川西南地区的煤层气则主要分布在下凹区和向东倾斜的断块带内。

二、煤层特性控制法则：煤层物性是影响煤层气形成、富集和保存的重要因素之一，包括孔隙度、渗透率等。

不同类型的煤层气田，其物性特点亦不尽相同。

例如，北部地区的煤层气孔隙度较大、渗透性较强，而华南地区的煤层气则相对较为粘稠，导致开采难度较大。

三、气源和运移控制法则：煤层气的气源主要来自于煤层中的天然气、生物气等，在煤层中运移和富集后形成煤层气。

不同气源的煤层气，其成藏规律也有所不同。

例如，华北地区的煤层气以天然气为主，成藏主要受到气源控制；而四川盆地的煤层气以生物气为主，成藏主要受到热演化和构造运动的控制。

以上是中国煤层气富集成藏规律的一些基本介绍，其中的细节和相关数据还需要根据实际情况进行研究和分析。

煤层气开发地质学理论与方法首先，煤层气的分布与形成机理是煤层气开发地质学的重要研究内容。

煤层气是在煤层埋藏过程中由有机质在高压高温条件下转化而成的天然气。

煤层气的分布受到煤层的厚度、埋深、含气量等因素的影响。

在煤层埋藏过程中，有机质在压力和温度作用下经历干酪根、初级、中级和成熟等不同阶段，形成煤层气。

煤层气的形成机理研究可以为煤层气的勘探和开发提供科学依据。

其次，煤层气的储集是煤层气开发地质学的核心问题之一、煤层气的储集形式主要有吸附储集和自由气储集两种。

吸附储集是指煤层气分子在煤矸石孔隙、裂隙和微孔等微观空间中吸附，形成紧密结合的状态；自由气储集是指煤层气分子在煤体孔隙中以自由状态存在。

煤层气的储集特征受到煤层的孔隙结构、孔隙度、构造变形等因素的影响。

通过对储集特征的研究可以确定煤层气的开发方式和有效开采方法。

此外，煤层气的运移规律也是煤层气开发地质学研究的重要方向之一、煤层气的运移受到多种因素的控制，包括煤层压力、渗透性、孔隙度、温度等。

煤层气的运移机理主要有扩散、脱附和解吸等过程。

研究煤层气的运移规律可以为煤层气开发提供指导，如确定煤层气开发的合理排采策略，优化井网布置等。

在煤层气开发地质学中，还需要开展煤层气资源量评价和勘探技术研究。

通过对煤层气资源量的评价，可以为资源开发提供基础数据。

勘探技术的研究则是为了提高煤层气的勘探效率和开发成功率。

目前，常用的勘探技术包括地球物理勘探、地质钻探和测井技术等。

总之，煤层气开发地质学是研究煤层气在地质中的分布、形成、储集、运移等规律的学科，其理论与方法的研究对于煤层气的勘探和开发具有重要意义。

通过对煤层气开发地质学的深入研究，可以为煤层气资源的高效开发和利用提供科学依据。

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald66煤层气也称煤层瓦斯，它是储集在煤层及其临近岩层中的一种气体矿产资源。

研究表明]，煤层气的成分以甲烷为主，这类矿产是煤化作用过程中的特殊产物并主要以吸附态的形式赋存于煤层之中。

作为一种自生自储式非常规天然气资源，煤层气既属于一种新型的洁净能源，又属于我国21世纪的重要替代能源之一。

随着科技的进步和研究的深入，煤层气已被广泛用作发电、汽车燃料、制甲醇及碳黑等，其组成、成因及储存条件等也因此越来越受到人们的广泛关注。

鉴于此，该文对前人研究成果进行了整理，总结出了煤层气的组成、成因及气藏形成条件。

1 成分及特性煤层气是一种混合气体并主要包括C H 4、C 2H 6、N 2、C O 2及微量的C O 和A r。

煤层气的组分及含量与常规天然气基本一致，其中：甲烷的含量一般为85%～93%，重烃（如C 2H 6等）含量多介于1.0%～14.1%，氮气含量变化范围大且通常低于10%，C O 2含量多低于2%。

据报道，煤层气的热值为35800 kJ/m 3，由于重烃含量较少，因而煤层气的热值略低于常规天然气（天然气发热量为37680 kJ/m 3）。

作为一种特殊的矿产资源类型，煤层气主要具有如下一些特性：(1)附生性。

煤层气以煤（碳）层为载体而共生并随煤炭的开采而散失。

(2)不均性。

煤层气的质和量以及煤储层的特征具有空间分布差异。

(3)稀缺性。

作为能源和化工原料供人类使用的煤层气会逐渐消耗殆尽。

2 成因类型从泥炭到煤的形成过程中均存在气体的产生。

研究表明，煤层气的成因类型大致可划分为生物成因和热成因两类：前者主要形成于煤化作用的未成熟期，而后者则主要形成于煤化作用的成熟期和过成熟期。

2.1 生物成因生物成因气主要为甲烷，它是各种微生物的一系列复杂作用过程导致有机质发生降解作用而形成的，具体包括：（1）原生生物气。

文章编号:1001-6112(2005)02-0194-03煤层气成藏动态模拟实验技术王红岩1,刘洪林1,孙 宇2,李贵中1,李 隽3(1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊 065007;2.辽宁煤矿安全监察局,辽宁锦州 121013;3.华北油田公司,河北廊坊 065007)摘要:以高温、高压岩心测试分析技术为基础,充分考虑煤层气的吸附、解吸特性,嫁接常规天然气成藏模拟技术,建立了具有独立知识产权的煤层气成藏模拟实验装置,这具有重要的科学意义。

系统温度、压力变化对煤层气保存的影响,游离气的扩散、运移、散失,不同水动力对煤层气保存的影响,地层水流动对煤层气的溶失,确立这些影响煤层气保存的主要因素的工作都可以依靠煤层气成藏模拟试验装置得以实现,并最终进行量化分析、级别划分,建立煤层气成藏模式。

关键词:动态模拟;煤层气保存;煤层气成藏;成藏模式中图分类号:T E122.3 文献标识码:A煤层气不同于常规天然气,其最大的特征是吸附气,并且具有聚集性(成藏)。

煤层气成藏研究的主要问题是煤层气吸附平衡系统是如何在地质历史中不断被打破,不断被恢复,可能在哪里聚集,以及至今保存多少。

1 国内外煤层气室内试验成熟的技术回顾煤是一种具有很大内表面的微孔固体,具有较强的吸附能力。

煤的吸附是一种物理作用,气体以一种紧密的类似液体的状态被束缚在微孔物质的表面。

物理吸附迅速、可逆、非特定,具有较低的吸附热[1]。

这意味着吸附与解吸曲线是相同的。

后来试验中出现解吸滞,研究认为出现不可逆现象是在测试过程中因煤的湿度变化引起的。

吸附模型有3种:劳布斯模型、潜在理论模型和朗格缪尔模型。

朗格缪尔模型是建立在气化和凝结之间的动态平衡基础之上的。

容积法测试等温吸附和自然解吸两种试验手段应运而生,初步实现简单模拟地质条件(温度、压力、含水性等)进行分析测试。

仅仅利用甲烷测试煤的吸附等温线,不能满足于煤层气的初始和强化开采预测。

二元气体吸附和多组分气体吸附在国内外得到应用[2]。

煤层气井采气机理及压降漏斗随着能源需求的不断增长和传统能源资源的日益枯竭，煤层气作为一种新兴的清洁能源逐渐被广泛关注和认可。

煤层气是一种在煤层中储存的天然气，其主要组成为甲烷、乙烷、丙烷等轻烃烷烃类物质，同时还含有一定量的氮气、二氧化碳等非烷烃类物质。

煤层气属于一种非常狭窄的储气介质，由于煤层的多孔介质构造，存储和释放煤层气的机理更加复杂和微妙。

在煤层气田开发过程中，煤层气井采气机理及压降漏斗是非常重要的两个问题。

煤层气井采气机理是指利用人工手段将煤层气从煤层中释放出来，从而获得一定量的天然气。

压降漏斗则是指在煤层气开采过程中，由于采气过程的影响，煤层气在压力梯度的作用下形成的漏斗状降压分布。

煤层气井采气机理主要包括三个基本过程：煤层气的吸附、脱附和漂移。

煤层气主要以物理吸附和化学吸附的方式存储在煤层中，其吸附量与煤层成熟度、孔隙度、裂隙度、压力等因素有关。

在煤层气采气过程中，吸附的天然气首先需要通过被称为脱附的过程将天然气从煤层中释放出来，然后通过煤层孔隙的空隙逐渐向煤层井口方向漂移，这个过程被称为漂移。

在这个过程中，由于气体的体积和速度都会发生变化，因此需要通过井道或者管道来对气体进行控制和调节，以确保气体的充分利用和安全释放。

压降漏斗是指由于采气作业对煤层气井所产生的影响，导致煤层气井上方形成一定的漏斗状压力分布。

在煤层气采气过程中，由于煤层气从煤层中释放出来后，需要通过管道或者井道传输到地面上进行处理和加工。

而这个过程中，由于管道或者井道的摩擦力和阻力等因素，导致煤层气在运输过程中发生一定的压力降低。

同时，采气过程中从井下抽取的煤层气会导致煤层压力降低，形成煤层气井上方的压力降低区域，从而形成漏斗状分布。

这个漏斗状分布不仅对煤层气的采集和运输产生影响，还可能对煤层气地质环境产生影响。

为了解决煤层气井采气机理及压降漏斗带来的问题，需要采取一系列的措施。

首先，需要对煤层气井周围的地质环境进行充分的研究和评估，以确保采气过程的安全和高效。

1.1. 煤层气的定义和基本特征从矿产资源的角度讲，煤层气是以甲烷为主要成分（含量＞85%），是在煤化作用过程中形成的，储集在煤层气及其临近岩层之中的，可以利用开发技术将其从煤层中采出并加以利用的非常规天然气。

对煤层气而言，煤层既是气源岩，又是。

煤层具有一系列独特的物理、化学性质和特殊的岩石力学性质，因而使煤层气在贮气机理、孔渗性能、气井的产气机理和产量动态等方面与常规天然气有明显的区别（详见表1.1），表现出鲜明的特征。

资料来源：张新民中国煤层气地质与资源评价2002年1.2. 煤层气生成1.2.1. 煤层气成因类型及形成机理从泥炭到不同变质程度煤的形成过程中，都有气体的生成。

根据气体生成机理的不同，可以将煤层气的成因类型分为生物成因和热成因两类。

生物成因气主要形成于煤化作用的未成熟期，而热成因气主要形成于煤化作用的成熟期和过成熟期。

1.2.1.1. 生物成因气生物成因气主要由甲烷组成，它是由各种微生物的一系列复杂作用过程导致有机质发生降解作用而形成。

生物成因气又可以根据产生阶段的不同分为原生生物气和次生生物气。

（1）原生生物气原生生物气是在煤化作用早期（R0<0.5%），在较低的温度下（一般低于50 0C），在煤层埋藏较浅处（<400m），在细菌的参与和作用下，微生物对有机质发生分解作用而形成的以CH4为主要成分的生物生成气。

在原生物生成气生成的具体途径和方式有两种，一种是由CO2还原而成；另一种由甲基类发酵（一般为醋酸发酵）而成。

生物气的形成应具备的主要条件是：①缺氧环境；②低硫酸盐浓度；③低温；④丰富的有机质；⑤高PH值；⑥足够的空间。

（2）次生生物气Rice（1981）和Scott（1994）等人认为在近地质时期，煤层被抬升，活跃的地下水系统和大气淡水形成了微生物活动的有利环境，在相对较低的温度下，微生物降解和代谢煤层中已经形成的湿气、甲烷和其它有机化合物，生成次生物成因气（主要是CO2和CH4）。

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。

第五章油气聚集与油气藏的形成5.16 煤层气藏一、基本概念及分类煤层气是一种在煤化过程中生成并主要以吸附形式储集在煤层中的自生自储式的天然气。

主要成分为甲烷，也称为煤层甲烷。

在煤炭工业中的煤层瓦斯，是煤成气的一部分。

煤层气藏是指受相似地质因素控制、含有一定资源规模以吸附状态为主的煤层气、具有相对独立流体系统的煤岩体。

煤层气藏具有明显的边界与周围地质体分隔。

一、基本概念及分类宋岩等（2010）根据水动力条件和煤层气藏边界，将煤层气藏划分为水动力封闭型和自封闭型2大类及多种基本类型：二、煤层气的赋存状态煤层气在煤储中的三种赋存方式:吸附、游离、溶解。

吸附气：是煤层甲烷的主体，占70~95%，一般占90%；游离气：存在于煤的孔隙、裂隙或空洞中；溶解气：溶解于地层水中，不足1%。

三、煤层气的富集◆煤层气在煤层主要依赖吸附作用，有无圈闭无关要紧。

但常规天然气必须在圈闭中。

◆煤层的含气量：一般为10～40m3/t煤，而煤的生气量至无烟煤阶段累计可达210～490m3/t煤。

◆至少有90%的由煤生成的气从煤中析出，大部分气运移出煤层，一部分赋存于煤层中并有一定规模的运移调整。

在不同演化阶段，煤层气的运移特征不同。

有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）四、煤层气藏形成的地质条件煤层气藏为具有一定规模，并含有商业性开采价值煤层气的煤岩体。

现代技术条件下，具有商业性开采价值的煤层甲烷气藏的煤层厚度通常1～30 m ，埋深45～2730 m ，煤阶可从褐煤到无烟煤。

四、煤层气藏形成的地质条件煤层厚度和含气性：厚度大、含气量高、解析条件好—有利，下限1m。

渗透性：受控于多种复杂地质因素，天然裂缝发育有利。

保存条件：上覆地层有效厚度和煤层顶底板特征，顶底板好有利封闭。

水文地质条件：水动力条件好，便于降压解吸，利于开采。

吸附状态煤层甲烷是煤储集天然气的主体。

当煤处于一定的温度、压力等条件下时，吸附即达到一种平衡状态，吸附状态的天然气要能流动，必须打破这一平衡状态，使煤层甲烷解析出来。

简述煤层气的赋存及开采机理
煤层气是一种天然气，主要存在于煤层中，是煤炭资源的一种重要组
成部分。

煤层气的赋存形式主要有两种，即吸附态和游离态。

吸附态
煤层气是指天然气分子与煤层中的孔隙壁面发生物理吸附，形成的气体。

游离态煤层气是指天然气分子在煤层中自由运动，形成的气体。

煤层气的开采机理主要包括三个方面，即煤层气的释放、运移和采集。

煤层气的释放是指将煤层中的煤层气释放出来，使其进入采气井。

煤
层气的释放主要有两种方式，即自然释放和人工释放。

自然释放是指
煤层气在煤层中自然运移，进入采气井。

人工释放是指通过钻井、压
裂等工艺手段，将煤层气释放出来，进入采气井。

煤层气的运移是指煤层气从煤层中运移至采气井。

煤层气的运移主要
受到煤层孔隙度、渗透率、压力等因素的影响。

煤层气在运移过程中，会受到地层水的影响，因此需要进行水气分离处理，以保证采气效果。

煤层气的采集是指将煤层气从采气井中采集出来，进行处理和利用。

煤层气的采集主要有两种方式，即常压采气和增压采气。

常压采气是
指将煤层气从采气井中直接采集出来，进行处理和利用。

增压采气是
指通过注水、注气等工艺手段，增加煤层气的压力，使其进入采气井，提高采气效率。

总之，煤层气的赋存及开采机理是一个复杂的过程，需要综合考虑地质、物理、化学等多种因素。

随着科技的不断进步，煤层气的开采技术也在不断提高，为我国能源的发展做出了重要贡献。

煤层气的定义及成因
1. 煤层气的定义
煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷（CH4）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。

2.煤层气的成因
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。

生物成因气主要形成于煤化作用的未成熟期，而热成因气主要形成于煤化作用的成熟期和过成熟期。

生物成因气可形成于煤化作用早期阶段（原生生物气），也可由微生物次生作用形成于褐煤～焦煤阶段中的任何阶段（次生生物气）；热成因气可以通过沉积有机质的热催化降解作用形成（热解气），也能够通过对已生成烃类或沉积有机质的热裂解而形成（裂解气）。

3.煤层气与常规天然气的关系与差异
煤层气又称煤层甲烷（Coalbed Methane(CBM))，由于其独特的赋存状态（以吸附态为主）、非常规储层（典型的自生自储、多重孔渗的有机储层）和特有的产出机理（排水－降压－解吸－采气）等特征，因此煤层气被称之为非常规天然气。

与常规天然气相比主要异同如下：
次为CO2、N2等，热值为36.72KJ／m3（相当于1.22kg/m3标准煤），燃烧过程中基本无烟尘，可以说是一种非常洁净、热值高、优质、安全、开发利用前景广阔的新能源，也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。

煤层气井采气机理煤层气井的采气方式由石油天然气井的生产工艺演变而来，但因储层类型不同，煤层气井的采气机理完全不同于石油天然气井，在时间和空间上煤层气井的产气都是一个相当复杂的过程。

空间上涉及煤储层、上覆顶板与下伏底板组成的三维地层，时间上涵盖了煤层气井压裂后排水采气的整个过程。

因此，煤层气井的采气过程和机理研究必须采用系统的、动态的观点，分析整个系统在不同时问和不同情况的排水过程和甲烷生产过程。

煤层气井的生产是通过抽排煤储层的承压水，降低煤储层压力，促使煤储层中吸附的甲烷解吸的全过程。

即通过排水降压，使得吸附态甲烷解吸为大量游离态甲烷并运移至井口。

这是目前惟一可以来用的方法，因此，通过抽排地层中的承压水，暂时、相对地降低煤储层压力是煤层气井采气的关键。

1煤层气井采气过程简析煤层气井采气前，井中液面高度为地下水头高度，此时井筒与储层之间不存在压力差，地下水系统基本平衡，属于稳定流态；当煤层气井开始排采后，井筒中液面下降，井筒与煤储层之间形成压力差，地下水从压力高的地方流向压力低的地方，地下水就源源不断地流向井筒中，使得煤储层中的压力不断下降，并逐渐向远方扩展，最终在以井筒为中心的煤储层段形成一个地下水头压降漏斗，随着抽水的延续该压降漏斗不断扩大和加深；当煤储层的出水量和煤层气井井口产水量相平衡时，形成稳定的压力降落漏斗，降落漏斗不再继续延伸和扩大，煤储层各点压力也就不能进一步降低，解吸停止，煤层气井采气也就终止。

根据所形成的降落漏斗体积，结合朗格缪尔方程，即可求出该井所能产出的甲烷气总量。

在地层稳定、地质条件简单的地区，煤层气井的采气可以看作是对承压含水层的抽水过程。

根据地下水的流态和压力降落漏斗随时间延续的发展趋势，将煤层气生产分为单并排采和井群排采。

其中单井采气可以分为形成稳定压降漏斗、压降漏斗不断扩展、压降漏斗先扩展后稳定3种情况，其理论意义最为重要。

2稳定压力陷落漏斗的形成与扩展当煤储层存在补给边界或越流补给时，随着抽水时间的延续，最终形 成稳定的压力降落漏斗。