摘要：本文初步分析了影響煤層氣的生成，保存和富集的三個主要地質(zhì)因素：構(gòu)造和熱事件、沉積環(huán)境及地下水因素；討論了我國煤層氣的資源狀況、分布區(qū)域及分布特點(diǎn)；最后對我國煤層氣的勘探開發(fā)前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵字：煤層氣；地質(zhì)特征；勘探技術(shù)

引言;煤層氣俗稱“瓦斯”，與煤炭伴生、以吸附或游離狀態(tài)儲存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣，主要成份是甲烷（CH4）。其熱值是通用煤的2-5倍，與天然氣熱值相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活的潔凈燃料；當(dāng)煤層氣空氣濃度達(dá)到5%-16%時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源；煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對生態(tài)環(huán)境破壞性極強(qiáng)。因此，從能源、安全和環(huán)保的角度看，煤層氣的開采具有重要意義。

1 中國煤層氣的資源潛力和分布特征

我國煤層氣資源豐富，我國埋深2000m以內(nèi)煤層氣地質(zhì)資源量約36萬億立方米，與常規(guī)的天然氣資源量相當(dāng)，約占世界煤層氣總資源量的10%，居俄羅斯、加拿大之后排第3位。目前，中國煤層氣可采資源量約10萬億立方米，累計探明煤層氣地質(zhì)儲量1023億立方米，可采儲量約470億立方米。全國95%的煤層氣資源分布在晉陜內(nèi)蒙古、新疆、冀豫皖和云貴川渝等四個含氣區(qū)，其中晉陜內(nèi)蒙古含氣區(qū)煤層氣資源量最大，為17.25萬億立方米，占全國煤層氣總資源量的一半左右。

中國五大聚煤區(qū)包括西北、華北、東北、滇藏及華南聚煤大區(qū)，華北和西北聚煤大區(qū)為主，分別占全國總資源量的62.67％和27.98%，其次為華南聚煤大區(qū)，東北聚煤大區(qū)煤層氣資源量相對較低，滇藏聚煤大區(qū)煤層氣資源量極少[8](表2)。

煤層氣資源具有主要含氣盆地集中分布，中小盆地資源量有限的特點(diǎn)[9，10]。地質(zhì)資源量大于1×1012m3的含氣盆地有鄂爾多斯、沁水、準(zhǔn)噶爾、滇東黔西、二連、吐哈、塔里木、天山和海拉爾9個盆地，其中鄂爾多斯盆地資源量最大，約9.86×1012m3，占全國的26．79％，其次為沁水盆地，資源量為3.95×1012m3，占全國的10．73％；資源量在1×1011～1×1012m3之間的含氣盆地有川南黔北等16個盆地；地質(zhì)資源量在2×1010～1×1011m3之間的含氣盆地有陰山等6個盆地；資源量小于2×1010m3的含氣盆地有遼西等11個盆地。

2 煤層氣勘探開發(fā)前景

首先，華北中、高煤階區(qū)仍是煤層氣勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場。華北地區(qū)預(yù)測煤層氣遠(yuǎn)景資源量為17.15×1012m3，占全國62.5％，其中在中、高煤階區(qū)的遠(yuǎn)景資源量123×108m3，占全國44％。這類煤階一般煤層割理發(fā)育，煤儲層物性好，封蓋條件好，保存條件有利，高產(chǎn)條件優(yōu)越。

其次，應(yīng)加強(qiáng)東北、西北低煤階煤層氣的勘探。東北、西北的侏羅系一下第三系，廣泛沉積一套陸相低煤階中小型含煤盆地，在連續(xù)沉積較大型盆地的斜坡帶，尋找古水動力場相對穩(wěn)定、原生割理發(fā)育和優(yōu)質(zhì)巨厚煤層分布區(qū)，即尋找高飽和生物降解型煤層氣田，這類地區(qū)盡管含氣量低，但煤層巨厚、物性好、含氣飽和度高，可形成高產(chǎn)區(qū)。據(jù)預(yù)測，低煤階煤層氣遠(yuǎn)景資源量約為8×1012m3，約占全國總資源量30％。近幾年美國粉河、尤因塔等盆地發(fā)現(xiàn)這類高產(chǎn)煤層氣田。

再次，南方有23個相對較大殘留型含煤盆地，煤層氣遠(yuǎn)景資源量約為2.15x1012m3，占全國8％；其中貴州六盤水盆地煤層厚15～25m，含氣量lO-35m3/t，9個殘余向斜面積達(dá)4355km2，煤層氣遠(yuǎn)景資源量約(7000～9000)×108m3。

此外，江西萍樂地區(qū)煤層氣也比較富集，有利勘探面積2400km2，煤層氣遠(yuǎn)景資源量約400×108m3。對這些有利目標(biāo)應(yīng)深化研究煤層氣成藏條件，優(yōu)選有利區(qū)塊進(jìn)行鉆探。南方還有一些巨厚煤層分布的小盆地，如云南省一些第三系小盆地，也是低煤階煤層氣勘探有利地區(qū)。

3 常規(guī)的煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)

常規(guī)的煤層氣開發(fā)技術(shù)是指當(dāng)前得到廣泛應(yīng)用、已經(jīng)形成了完整的理論和施工操作程序的地面垂直井成熟技術(shù)系列，這個技術(shù)系列實(shí)際上是構(gòu)成目前煤層氣工業(yè)基礎(chǔ)的四大支柱：排水采氣理論、儲層數(shù)值模擬技術(shù)、鉆井與完井技術(shù)、儲層激勵技術(shù)（分導(dǎo)流、增壓、飽和、脫附四種形式）。

在這四大支柱中，排水采氣理論反映了煤層氣產(chǎn)出的地質(zhì)學(xué)和物理學(xué)過程，儲層模擬技術(shù)以其準(zhǔn)確和實(shí)用而成為各種開發(fā)技術(shù)的虛擬實(shí)施工具，兩者對煤層氣開發(fā)具有一般性和通用性，因而有全面的指導(dǎo)意義。而后兩項(xiàng)技術(shù)（特別是儲層激勵技術(shù)）會隨著施工對象的變化而變化，具有一定的方向性和局限性，是常規(guī)煤層氣開發(fā)技術(shù)中最大的變數(shù)，也是影響煤層氣產(chǎn)量最重要的技術(shù)因素。

4 結(jié)論

煤層氣成藏的地質(zhì)因素中，構(gòu)造因素是最為重要而直接的控氣因素；沉積環(huán)境主要影響煤儲層的生氣潛力、儲集性能及滲透性；地下水對煤層氣的生成、運(yùn)移和富集具有一定的控制作用；三者有利匹配，則有利于煤層氣的成藏和勘探開發(fā)。

中國煤層氣資源潛力非常巨大，有著良好的勘探開發(fā)前景。從可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略看，煤層氣可以作為天然氣的現(xiàn)實(shí)接替能源，從而改善中國不合理的以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，保證國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定、快速、健康發(fā)展。由于中國的煤層氣藏普遍具有低壓，低滲透、低飽和及高吸附性的特點(diǎn)，造成其開采難度大，如何提高煤層氣開采的回收量和回收率，是中國煤層氣開采的關(guān)鍵問題。

煤層氣增產(chǎn)措施有水力壓裂改造技術(shù)、注氣增產(chǎn)技術(shù)、多分支水平井技術(shù)、復(fù)合射孔壓裂技術(shù)、采煤采氣一體化技術(shù)和洞穴完井技術(shù)。其中水力壓裂改造技術(shù)和注入驅(qū)替增產(chǎn)技術(shù)是目前開采煤層氣的主要的增產(chǎn)措施。根據(jù)中國煤層氣藏的特點(diǎn)，利用并優(yōu)化現(xiàn)有的增產(chǎn)技術(shù)，研究適合我國煤層氣儲層特點(diǎn)的增產(chǎn)技術(shù)是以后研究的方向。

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