第五章煤层气储集层

煤层气开发流程煤层气是一种以煤炭为主要储集层的天然气资源，其开发利用对于实现能源结构调整、保障能源安全具有重要意义。

煤层气的开发流程主要包括以下几个步骤。

第一步：煤层气资源评价煤层气资源评价是煤层气开发的第一步，主要是通过采集和分析地质勘探数据，对煤层气资源进行全面的评估。

这包括煤层气的存在性、储量、产出能力等方面的评价，以确定煤层气的开发潜力。

第二步：井场建设与钻井在确定了煤层气的开发潜力后，需要进行井场建设和钻井作业。

井场建设主要包括选址、平整场地、建设井口等工作，而钻井作业则是通过钻机将钻头钻入地下，获取煤层气的样品和数据。

第三步：煤层气采集与测试煤层气采集与测试是煤层气开发的关键步骤，通过井口设备对煤层气进行采集，并进行实时监测和测试。

这些测试数据可以用于评估煤层气的产能、气体成分、渗透性等参数，为后续的生产决策提供依据。

第四步：井筒完善与增产措施在煤层气开发过程中，为了提高产量和增加煤层气的开采效果，需要进行井筒完善和增产措施。

井筒完善包括井壁固井、井下设备安装等工作，而增产措施则可以采取增压、增产化学品注入等手段，提高煤层气的产量。

第五步：煤层气的收集与处理煤层气的收集与处理是煤层气开发的最后一步，主要是通过管道将采集到的煤层气输送到处理站进行处理。

处理站会对煤层气进行除尘、脱硫、脱水等工艺处理，以提高煤层气的质量，使其符合使用要求。

第六步：煤层气的利用与销售经过处理后的煤层气可以用于供暖、发电、工业燃料等领域。

煤层气的利用与销售是煤层气开发的最终目标，通过建设燃气管网，将煤层气输送到用户，满足能源需求，实现经济效益。

总结：煤层气开发流程主要包括煤层气资源评价、井场建设与钻井、煤层气采集与测试、井筒完善与增产措施、煤层气的收集与处理以及煤层气的利用与销售。

每个步骤都是煤层气开发的重要环节，需要科学规划和精细操作，以确保煤层气的高效开发利用。

煤层气资源的开发对于推动清洁能源的发展、实现可持续发展具有重要意义。

第五章地下储层研究(Chapter5 reservoir description)学时：16 学时，讲授10学时，实验4学时，练习2学时基本内容：①储层研究的目的、意义、主要内容②储层格架（沉积相研究），包括沉积相研究依据、流程、岩心观察及微相分析、测相分析、平面相编制方法等③储层非均质性研究，包括非均质性概念、分类、表征方法和内容④储层裂缝研究，裂缝识别方法、表征内容⑤储层敏感性研究，敏感性性的概念、含义、水敏、速敏、酸敏、盐敏、碱敏、对开发影响、测量⑥储层评价，评价目的、意义、方法流程⑦储层地质模型，概念、分类、建模方法、建模流程教学重点：沉积相研究、储层非均质性研究。

教学目标：通过本章学习，把握储层研究的主要内容，掌握油气储层研究基本方法教学内容提要：第一节储层沉积相研究（本章重点）一、概述1 沉积相⑴概念地貌单元：沉积环境：沉积相：指沉积环境及在该环境下形成的沉积岩（物）特征的综合。

相模式：相模式是指对某一类或某一沉积相组合的全面概括。

目前较为典型的相模式有冲积扇、辫状河、曲流河、三角洲、扇三角洲、滨岸沉积、风暴沉积、近岸水下扇、湖底扇等。

⑵原理两个基本原理，Walther相序、沉积过程与沉积响应原理Walther相序：只有哪些没有间断的、现在能看到的相互相邻的相和相区，才能在垂向上叠加在一起。

2 沉积相研究的意义砂体分布储层物性储层非均质性3 地下沉积相研究的特点资料种类：区域地质资料、地震资料、录井资料、测井资料、露头资料、其它资料工作特点：（1）区域地质资料类型：研究报告、背景图件解决问题：构造背景、物源、大致相带、相类型（2）地震资料类型：地震剖面、地震数据体、地震地层解释结果解决问题：地层格架、沉积体系、储层分析、非均质性表征（3）录井资料类型：岩心、岩屑、岩心录井综合柱状图、岩屑录井综合图解决问题：沉积体系、沉积微相（4）测井资料类型：测井组合图、数字化测井数据文件解决问题：相类型、相分布（5）露头（现代沉积）（6）其它资料（分析化验）古生物、地球化学、水介质、粒度、分选二、沉积相研究的资料基础1 直接资料：岩心、岩屑录井、井壁录井、分析化验资料2 间接资料：测井资料、地震资料、动态资料三、沉积相研究的流程及关键技术（本节重点）1 研究流程2 关键技术⑴岩心观察及单井相分析技术①岩心观察观察内容：岩相、岩序、观察方法：岩性标志、古生物标志、地球化学标志观察流程：岩性标志、古生物标志、地球化学标志②单井相分析：岩心观察与描述、照相垂向相序列（沉积层序）分析适应的相模式对比其它资料验证单井相剖面相模式总结编制单井综合柱状图⑵测井相分析技术测井相：是指具有一定特征的曲线段或曲线组合，包括测井曲线的形态、顶底接触关系、包络线形态、齿化程度及组合特征等，反映特定的岩石组合、岩石序列和沉积环境。

DZ 中华人民共和国地质矿产行业标准DZ／T 0216—2002煤层气资源／储量规范Specifications for coalbed methane resources／reserves2002-12-17发布 2003-03-01实施中华人民共和国国土资源部发布目次1 范围2 规范性引用文件3 总则4 定义4.1 煤层气4.2 煤层气资源4.3 煤层气勘查4.4 煤层气开发5 煤层气资源／储量的分类与分级5.1 分类分级原则5.2 分类5.3 分级5.4 煤层气资源／储量分类、分级体系6 煤层气资源／储量计算6.1 储量起算条件和计算单元6.2 储量计算方法7 煤层气资源／储量计算参数的选用和取值7.1 体积法参数确定7.2 数值模拟法和产量递减法参数的确定7.3 储量计算参数取值8 煤层气储量评价8.1 地质综合评价8.2 经济评价8.3 储量报告附录A（规范性附录）煤层气储量计算参数名称、符号、单位及取值有效位数的规定附录B（规范性附录）煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井（孔）控要求附录C（资料性附录）煤层气探明储量报告的编写要求C.1 报告正文C.2 报告附图表C.3 报告附件前言煤层气是重要的洁净新能源，制定一个适合我国国情并与国际（油气）准则相衔接的煤层气储量计算、评价和管理规范，可以促进煤层气资源的合理利用。

由于目前没有通用的储量分类标准和计算方法，为规范我国煤层气资源／储量分类和计算，并促进国际交流，根据GBn／T 270—88《天然气储量规范》、GB／T17766—1999《固体矿产资源／储量分类》，并参考了美国石油工程师学会（SPE）和世界石油大会（WPC）、联合国经济和社会委员会以及美国证券交易管理委员会（SEC）等颁布的有关储量分类标准，制定本标准。

本标准自实施之日起，凡报批的煤层气储量报告，均应符合本标准的规定。

本标准的附录A、附录B是规范性附录。

本标准的附录C是资料性附录。

《煤层气地质学》第1章煤层气成因1. 煤层气成因：（一）生物成因气：生物成因煤层气是指在微生物作用下，有机质（泥炭、煤等）部分转化为煤层气的过程。

按形成阶段可划分为原始生物成因气和次生生物成因气。

（二）热成因气：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。

演化过程中形成的烃类以甲烷为主。

1. 原生热成因气2.次生热成因气。

（三）混合成因气：（1）原地混合，即原地形成的热成因气和原地形成的次生生物气相混合，不发生运移，一般出现在浅部。

（2）异地混合气，热成因气和次生生物气发生了运移，在地下水滞留区聚集、混合。

（四）无机成因气2. 煤层气成因判别：（一）有机成因气的判别-Whiticar 图示法。

二）无机成因气的判别：有烃类气体的成分、烷烃碳同位素系列、与烃类气体伴生的非烃类气体、稀有气体的含量与同位素，以及地质背景综合分析3.煤层气的地球化学特征：同位素分布，镜质组反射率。

第2章煤层气储层孔、裂隙特征1. 煤中孔隙的研究方法：(1) 形貌观测：光学显微镜、电子显微镜下（TEM和SEM）和原子力显微镜下。

2）压汞法研究孔隙结构：是测定部分中孔和大孔孔径分布的方法。

（3）低温氮吸附法：氮吸附法就是将定量的煤样置于液氮温度下的氮气流中，待煤样吸附的氮气达到平衡后，测定其吸附量，计算出煤样的比表面积。

2. 割理（内生裂隙）和外生裂隙的区别割理的力学性质以张性为主外生裂隙可以是张性、剪性及张剪性等。

外生裂隙不受煤岩类型的限制。

割理在纵向上或横向上都不穿过不同的煤岩类型或界线，一般发育在镜煤和亮煤条带中，遇暗煤条带或丝质终止。

割理面垂直或近似垂直于层理面。

外生裂隙面可以与层理面以任何角度相交。

割理面上无擦痕，一般比较平整。

裂隙面上有擦痕、阶步、反阶步。

割理中充填方解石、褐铁矿及粘土，极少有碎煤粒。

外生裂隙中除了方解石、褐铁矿、粘土外，还有碎煤粒。

割理外生裂隙3.割理的成因：割理一般呈相互垂直的两组出现，且与煤层层面垂直或高角度相交。

第一章绪论1、天然气：（广义）所谓天然气是指自然界一切天然生成的气体。

（狭义）目前仅限于地壳上部存在的各种天然气体，包括烃类气体和非烃类气体。

性评2、天然气的来源机制，可分为无机成因气和有机成因气。

天然气的成因分类可分为4种：生物成因气（细菌气）、油型气（油成气）、煤型气（煤成气）、无机成因气。

3、煤型气（煤成气）:指煤系有机质(包括煤层和煤系地层中的分散有机质)在变质过程中(即热演化)形成的天然气，也称煤成气。

包括煤系气与煤层气两类。

煤系气：是指从生气母岩（煤系地层及煤层）中运移出来聚集在储集层中甚至形成气藏的煤型气，一般均经过较大规模运移。

属常规天然气。

❤煤层气：是指赋存于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。

属非常规天然气范畴。

（也称煤层吸附气、煤层甲烷或煤层瓦斯。

）4、三重国家需求：资源利用/矿山安全/环保5、全国累计探明面积777km2，探明储量1343亿m3，可采储量621亿m3，初步探明374亿m3。

❤6、我国煤层气研究开发存在的主要问题：①预测理论亟待完善。

②产能预测技术有待解决。

③开发工艺亟待突破。

④投入严重不足。

⑤煤层气基础设施建设不完善。

7、我国煤层气资源存在低压、低渗、低饱和的“三低”现象以及地质变动的特殊性。

我国煤储层的特点和难点：地史复杂、类型多样、改造强烈；低孔、低渗、低相渗、低压、高非均质性。

第二章煤层气的物质组成、性质和利用❤1、煤层气有两种基本成因类型：生物成因和热成因。

生物成因气：各类微生物经过一系列复杂作用过程导致有机质发生降解而形成的。

热成因气：指随着煤化作用的进行，伴随温度升高、煤分子结构与成分的变化而形成的烃类气体。

2、生物成因气阶段：①早期生物气（泥炭~褐煤阶段，Ro,max<0.5%）②热解型煤层气（褐煤~瘦煤阶段，Ro,max0.5~2.0%）以含氧官能团的断裂为主③裂解型煤层气（瘦煤~二号无烟煤，2.0%<Ro,max<3.7%）主要以裂解的方式及芳香核缩合为主④次生生物成因煤层气（褐煤~焦煤，0.3%<Ro,max<1.5%）3、在含煤盆地中，次生生物作用活跃并影响气体成分的深度间隔称作蚀变带，一般位于盆地边沿或中浅部；不发生蚀变的气体一般位于盆地深部，称为原始气带。