浅议山西煤层气储层特征及含气性

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体积、Ｌａｎｇｍｕｉｒ压力受Ｒ。 … 密切相关；煤层含气量和含气饱和度随煤层埋藏深度增加而增加；
煤中宏观裂隙与宏观煤岩类型相关，显微裂隙在低变质程度煤中发育优于高变质程度煤层；煤储
层渗透率受煤层埋藏深度、应力状态等因素制约。
第ｌ２卷第２期
２０１５ＡＣ０ＡＬＢＥＤＭＥＴＨＡＮＥ
Ｖｏｌ－１２Ｎｏ．２
Ａｐｒｉｌ．２０１５
浅议山西煤层号储层特征及含号胜
郝力生
（山西省煤炭地质勘查研究院，山西０３００３１）
摘要：本文根据煤田地质勘查资料和煤储层孔、裂隙及等温吸附测试结果，通过对不同煤级煤的等温吸附测试成果、含气性特征、储层压力特征及孔裂隙特征分析研究，阐述了煤的Ｌａｎｇｍｕｉｒ
山西省煤层气资源主要分布在中南部的沁水煤田及河东煤田中南部，２０００ｍ以浅煤层气资源量约１０万亿ｍ，占全国的１／３。截至２０１０年，省内煤
关键词：煤储层物性煤层气特征
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄＧａｓ — ｂｅａｒｉｎｇＣａｐａｃｉｔｙｏｆＣＢＭＲｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎＳｈａｎｘｉ
ＨＡＯＬｉｓｈｅｎｇ
（ＳｈａｎｘｉＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｉｃｌａＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｘｉ０３００３１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏａｌｉｅｆｌｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｍａｔｅｉａｒｌｓａｎｄｔｈｅｐｏｒｅｓｉｎｔｈｅｃｏａｌｒｅｓｅｔ－ｖｏｉｒｓ，ｆｒａｃｔｕｒｅｓ，ａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｓｏｔｈｅｒｍａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓａｎｄｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｔｅｓｔｒｅ — ｓｕｈｓｏｆｉｓｏｔｈｅｒｍａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｇａｓ — ｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｓｆｏｒ
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ｃｏａｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｌａｒａｎｋｓ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓｔｈａｔＬａｎｇｍｕｉｒｖｏｌｕｍｅａｎｄＬａｎｇｍｕｉｒｐｒｅｓｓｕｒｅｈａｖｅｃｌｏｓｅｒｅ — ｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈＲ。

煤层气储层特征研究分解

饱和的
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。

煤储层含气性及其地质控制共23页文档

第五章煤储层含气性及其地质控制含气量是确定煤层气资源量必不可少的参数，与储层压力和吸附等温线结合起来使用，还可以预测煤层气的产能。

值得注意的是，并不是每个含煤区，每个煤层都赋存有可供开采的煤层气。

因此，必须预先测定煤层的含气量。

第一节煤储层含气量的构成煤层含气量测定方法目前为大多数人所接受的是美国矿业局（USBM）的直接法（Kissel 等，1973）。

我国在此基础上作了大量修改，由抚顺分院等单位制定了“煤层瓦斯含量和成分测定方法”（MT-77-84、MT-77-94）。

新的煤层气含量测定方法（GB/T 19559—2019）见附录五。

一、阶段含气量1、USBM直接法USBM直接法测定的煤层含气量是由三阶段实测气量构成，即逸散气量、解吸气量和残留气量。

逸散气量：指从钻头钻至煤层到煤样放入解吸罐以前自然析出的天然气量。

这部分气体无法直接测得，通常依据前两小时的解吸资料推测。

逸散气的体积取决于钻孔揭露煤层到把煤样密封于解吸罐的时间、煤的物理特性、钻井液特性、水饱和度和游离态气体含量。

缩短取心时间是准确计算逸散气的有效途径之一，如采用绳索取心对于600m的井深只需几分钟，这就大大降低了逸散气的体积。

不同物理特性的煤具有不同的解吸速率，如碎粉煤、糜棱煤由于扩散距离短造成逸散气体积大。

钻井液的比重较大时对于煤层气的逸散有阻滞作用。

如果煤储层被水饱和，游离态煤层气含量低，则逸散气体积小；相反如果煤储层未被水饱和，游离态煤层气含量高，则逸散气体积较大。

解吸气量：解吸气是指煤样置于解吸罐中在正常大气压和储层温度下，自然脱出的煤层气量。

终止于一周内平均解吸气量小于10ml/d或在一周内每克样品的解吸量平均小于0.05ml/d，实测的解吸气量只是总解吸气量的一部分，总解吸气量应包括逸散气量。

残留气量：是指充分解吸结束后残留在煤样中的气量。

将样品罐加入钢球后密封，放在球磨机上磨2h，然后按测试解吸气的程序测残留气。

残留气或者是由于扩散速率极低所致，或者是在一个大气压下煤层气处于吸附平衡状态，不再解吸。

山西省煤层气资源

山西省煤层气资源1 山西省煤炭资源状况山西煤炭品种齐全，煤质优良，自然开发条件优良。

按中国煤炭分类国家标准，山西拥有14个牌号煤种：褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤、无烟煤，尤其是大同的动力煤，阳泉、晋城的无烟煤，西山、离柳、乡宁的稀有焦煤等，储量大、分布广，开发历史久远。

山西成煤期主要在古生代，主要含煤地层为石炭、二叠系和侏罗系，部分为第三系。

目前开发的煤炭平均埋深300m～500m，地质构造大部分地区较为简单，开采条件好；煤质优良，大部分为低硫、低灰、高发热量。

1.1 煤炭资源总量根据山西省国土资源厅2003年度煤炭资源储量简表和山西省第三次煤田预测资料，山西煤炭资源储量为6551.98亿t(2000m以浅)。

全省含煤面积6.2万km2，占国土面积的40.4%。

截至2003年底，山西省完成地质勘查面积覆盖山西省含煤面积的40%左右，累计查明资源储量为2819.07亿t。

在山西省累计查明资源储量中，保有查明资源储量为2652.84亿t。

保有查明储量按批准占用情况分，生产和在建矿井占用1151.17亿t，尚未利用1501.67亿t。

保有查明的煤炭资源储量中，按煤类分，长焰煤、不黏煤及弱黏煤为85.61亿t，占3.23%；气煤、肥煤、焦煤、瘦煤为1694.66亿t，占63.86%；贫煤、无烟煤872.57亿t，占32.89%。

1.2 三大煤炭基地煤炭资源情况山西素有“煤乡”之称，拥有晋北、晋中、晋东三大国家煤炭基地，18个规划区，自北向南覆盖大同、宁武、西山、河东、沁水、霍西六大煤田和浑源、繁峙、五台、垣曲、平陆等5个煤产地。

晋北煤炭基地包括大同煤田、宁武煤田及河东煤田北部等以动力用煤为主的各煤炭资源矿产地。

有大同、平朔、朔南、轩岗、岚县、河保偏6个国家规划矿区，查明煤炭资源面积6700km2，煤炭资源总量1118.52亿t。

晋中煤炭基地包括太原西山煤田、河东煤田中南部、霍西煤田、沁水煤田西翼等以炼焦煤为主的各煤炭资源矿产地。

山西河东煤田柳林杨家坪煤层气储层地质特征

煤层属于石炭系太原组。钻井区煤层海拔高度为３０４～４０４ｍ。三个煤层分布较稳定，向连续好，＃层厚横４煤
１７．ｍ，５．～３４＃煤层厚２１．ｍ，８煤层厚３６．～３６＃．～
５２三层煤累计厚度为８０在本区埋深为３３．ｍ，～１ｍ。４～煤田中部，面积为１．７ｍ３０ｋ，海拔为６０００，７～１２ｍ是４９（）这三层煤是本区煤层气勘探开发试验的０ｍ图２，我国煤层气勘探开发重点试验区之一。八五 ” 间， “ 期华目标煤层。
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山西河东煤田柳林杨家坪煤层气储层地质特征木
要惠芳
阴翠珍
（太原理工大学地球科学系，山西省太原市００２）３０４
摘要：在详细分析柳林杨家坪煤层气试验区的煤储层特征的基础上，对煤层气基础地质、煤岩学、煤层含气量、
＋山西省自然科学基金项目（编号为２０１７）０２０７。第一作者简介：要惠芳，女，１８９２年毕业于西北大学地质系石油与天然气地质专业，硕士学位，现主要从事资源勘查专业教学及煤层气地质与勘探的研究工作。收稿日期：２０ —１ — １０５２０
，中国石油勘探２６ｒ０年第３０期６８
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图１离石鼻状构造南翼构造图
Ｆｉ１ｇ．ＴｈｅｍａｈｗｓｔｏｔｅｉｐｓｏｈｅｓｕｈｒｌｎｍｂｆｎｓｔｕｔｒｎｓｉｒｇｏｏｏｅｓｒｃｕｅｉＬｉｈｅｉｎ

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