Question

煤层气资源特点

Answer 1

我国煤层气资源的特点是资源总量丰富，地域分布广，埋深比较适中，煤田地质构造复杂，总体上具有低压、低渗和低饱和度的特征。

(一)资源总量丰富，分布比较分散但又相对集中

中国陆上埋深2000m以浅的煤层气资源量达37×10¹²m³，仅次于俄罗斯和加拿大，占世界总资源量的14%，广泛分布在中国不同的含煤盆地中，我国中东部地区煤层气资源占总量的74%，其中鄂尔多斯和沁水盆地是煤层气资源量最大的两大盆地，资源量超过10×10¹²m³。具有优势开发潜力的资源又相对集中在华北地区的中东部，该区既是常规气的发育盲区，又是洁净能源的消费旺区。开发该地区的煤层气资源可以缓解该区天然气供需矛盾。

煤层气地区性分布差异，与该区煤炭资源量多少、煤层气含量大小等因素相关。中部区各含气带煤炭资源量多，绝大部分含气区煤层气含量高，所以煤层气资源量大。西部区北疆含气区煤层气含量小，但各含气区煤层层数多、厚度大、煤炭资源量很多，所以煤层气资源量仍然比较大。东部区的冀鲁豫皖含气区各含气带虽煤炭资源较多，但大部分含气区煤层气含量小，所以煤层气资源量总体不是很高。黑吉辽、华南、南疆－甘青含气区各含气带煤炭资源量少，绝大部分含气区煤层气含量也较低，煤层气资源量总体不高^［119］。

(二)埋深合适，有利于煤层气资源开发

我国67.6%的煤层气资源量分布在埋深小于1500m的范围内，其中埋深小于1000m以浅层资源量较大，地质资源量和可采资源量分别为14.3×10¹²m³和6.3×10¹²m³，占煤层气地质资源量的39%和可采资源量的58%。根据美国煤层气开发经验，埋深在1000m以浅的煤层气资源开发具有较好的经济效益。我国煤层气资源埋深合适，有利于煤层气资源的开发。

图6－4 全国煤层气资源深度分布图^［117］

(三)煤田地质构造复杂，但含气量较高

中国地壳运动具有多旋回性和复杂性，造成煤层及煤层气分布在区域、地质时代上的不均一性，特别是由于成煤构造背景不同、后期构造破坏的强度和范围不同、区域的热史影响不同，使得煤层气的储层条件产生了区域地质和微观结构组成上的强烈不均一性。但华北地区构造基底相对稳定，后期构造破坏在华北地区中部相对简单，特别是燕山后期的快速区域热变质作用使该区煤储层条件相对有利^［120］。

我国煤田地质构造复杂，部分含煤盆地后期改造较强，构造形态多样，煤层及煤层气资源赋存条件在鄂尔多斯等大中型盆地较为简单，在中小盆地较为复杂。

东北赋煤区:部分上覆地层厚度较大或煤层气封盖条件较好，有利于煤层气开发。

华北赋煤区:吕梁山以西的鄂尔多斯盆地东缘及吕梁山与太行山之间的山西断隆(包括沁水盆地)，构造条件有利于煤层气开发;太行山以东华北盆地，煤层气开发困难。

西北赋煤区:西北塔里木陆块、准噶尔及伊犁盆地，煤层气开发条件较好。

华南赋煤区:煤层气资源开发条件较复杂。

滇藏赋煤区:煤层气保存的构造条件差。

我国煤层大多含气量较高。据对全国105个煤矿区调查，平均含气量10m³/t以上的矿区有43个，占41%;平均含气量8～10m³/t的矿区有29个，占28%;平均含气量6～8m³/t的矿区有19个，占18%;平均含气量4～6m³/t的矿区有14个，占13%^［118］。

(四)高阶煤和低阶煤占主导，高阶煤可产气

中国煤层气主要赋存在低阶煤和高阶煤中。根据美国煤层气理论，中阶煤是最有利的煤层气开发目标区，但中国的勘探实践表明，为美国理论所否定的高阶煤区恰恰是目前最活跃的勘探区，并取得了产气突破。低阶煤的煤层气资源在中国占的比例最大，但按现有的理论和技术，其开发的难度也最大。

(五)煤层具有渗透率低、压力小、低饱和的特征

低渗、低压和低饱和是中国煤层气藏的又一个较为显著的特征，为煤层气资源的开发带来了很大的难度。煤层气的开发成败受多种因素影响，而地质因素的优劣是诸因素中的核心因素，其中煤层的渗透率是开发煤层气的关键因素。我国许多煤田和矿区的煤层受构造运动的影响，煤层气含量不稳定，特别是煤层渗透率太低，这是影响我国煤层气开发的最不利的因素。

根据资料分析和我国进行的煤层气开发试验表明:煤层压力小、渗透率低，完井后采气效果差，并且水力压裂增产效果不明显。按美国开发选区标准，认为煤层渗透率在3×10^－3～4×10^－3μm²最佳，但不能低于1×10^－3μm²，而且还需煤层内生裂隙发育。我国煤层渗透率普遍偏低，一般在0.1×10^－3～0.001×10^－3μm²范围内。其中，渗透率小于0.10mD的占35%;0.1～1.0mD的占37%;大于1.0mD的占28%;大于10mD的较少。

煤层气开发靠煤层甲烷的解吸，煤层压力大小对产量的高低至关重要。中国煤矿区大部分为低压区，瓦斯压力为0.5M～3MPa，部分煤储层压力较高，储层压力梯度最低为2.24kPa/m，最高达17.28kPa/m。而美国黑勇士盆地和圣胡安盆地的瓦斯压力可达5.6MPa。

我国煤层气含气饱和度比较低，一部分含煤盆地煤层气储层含气饱和度低于70%，影响了煤层气的开发。因此，中国煤层气由于渗透率低、压力小、饱和度低，使得气源补充量少、产量低，而且衰减快^［121］。