Question

煤储层等温吸附曲线类型与煤层气可采性关系

Answer 1

综合前述，西北地区煤储层低温氮等温吸附曲线大致可分为3类：

类型一，吸附线与脱附线接近重合，反映的是一端几乎是封闭的毛细管形状且大小变化很大的孔隙结构类型，其孔径在5～10 nm，有利于煤层气扩散运移和开采，如准噶尔盆地阜康、三塘湖、巴里坤、木垒；吐哈盆地艾维尔沟；塔里木盆地北缘阿艾煤矿、阳霞煤产地1号井煤层；鄂尔多斯盆地汝箕沟、东胜鑫源、三交—柳林、乡宁及柴北缘绿草山等。

类型二，吸附等温线与脱附等温线不重合，存在所谓的“吸附滞后现象”，这类孔隙比较有利于煤层气扩散运移、储存，也比较有利于煤层气的解吸、开采。如硫磺沟、三道岭矿、和田、阳霞、俄霍布拉克、韩城、河津、吴堡及柴北缘大煤沟等。

类型三，脱附曲线与吸附曲线不重合，且出现多个台阶状，表明有各种孔径的“墨水瓶”状孔隙，这类孔隙不利于煤层气的解吸—扩散—运移，如塔北缘俄霍布拉克煤矿、柴北缘鱼卡矿、柠条塔、保德、三道岭、伊犁霍城等。

由煤储层低温氮等温吸附曲线反映的孔隙类型及开放性也可分析煤层气的可采性。如据准噶尔盆地煤样低温氮吸附曲线（图4-9）及脱附曲线分析，曲线呈两端开口的管状类孔隙模型，呈双峰分布的较大孔为开放性孔、较小孔的开放程度也较好；部分孔隙是两端开口较好、孔直径范围变化较大的管状或板状毛细孔，部分孔隙是较均一的平行板状孔。本区开放性孔的发育对煤中孔隙的连通和煤层气流动有利，此类孔结构易于烃类的储集与运移，对煤层气的储集和开采也很有利。

据西北地区煤储层甲烷等温吸附实验，准噶尔盆地煤可燃质饱和吸附量为5.65～18.06 m³/t，平均11.69 m³/t；而塔里木盆地3.3～17.87 m³/t，平均9.93 m³/t；吐哈盆地6.45～26.49 m³/t，平均13.44 m³/t；柴达木盆地及祁连地区6.768～16.38 m³/t，平均10.102 m³/t；鄂尔多斯盆地4.26～26.209 m³/t，平均12.54 m³/t。均达到了8～16 m³/t（无水基煤层气含量）的含甲烷煤层级别，表明侏罗系具有较强的储气能力，在其他条件配置合适的情况下，煤层中的气体富集程度可能比较高，这对煤层气储集是非常有利的。

另一方面，兰氏压力（p_L）是吸附量（V_L）值为50%时的对应压力值，其值反映了煤层气解吸的难易程度，因而制约着煤层气开采的难易程度。一般兰氏压力大于3 MPa具有高产条件。在准噶尔盆地兰氏压力中等-较高，变化范围1.74～5.02 MPa，平均3.407 MPa。以准南乌鲁木齐一带最高，平均达10.79 MPa；阜康一带兰氏体积也较大，表明煤层气在开采中随压力降低最易解吸出来。在三塘湖盆地，虽巴里坤矿V_L值较高，但p_L最低，说明煤层气最难解吸出来，对煤层气开采不利。而塔里木盆地1.79～5.588 MPa，平均3.32 MPa；吐哈盆地1.75～3.39 MPa，平均2.34 MPa；柴达木盆地及祁连地区0.48～2.84 MPa，平均1.225 MPa；鄂尔多斯盆地0.47～2.0 MPa，平均1.114 MPa。可见在新疆地区煤层气主要为高中产能，西北的其他地区煤层气为中低产能。