浅谈煤层气藏保存条件

的顶底板条件，则会在向斜轴部或单斜底部形成超压区 ，有利于煤层气的保存，在煤层渗透性较差，水动力较弱时，煤层气则会由煤层 低部位向高部位运移，如具有封闭能力，则可能在上倾方向聚集成藏。 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

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