Question

煤储层评价概述

Answer 1

煤层气储层与常规天然气储层相比存在许多显著的不同。一方面，在煤层气储层中，煤不仅是气体的储集岩而且是生气的源岩；另一方面，煤层气的产出过程除了涉及到流体的渗流过程外，还涉及到了气体的吸附、解吸和扩散等一系列复杂的过程（Saulsberryet al.，1996）。因此，煤层气储层系统中包含了煤层气的产生、煤层气的储集、煤储层内部分气体的迁移、煤层气的富集成藏、以及煤层气的产出等过程。

基于煤层气储层系统的概念和理论体系，可将煤储层评价系统定义为：不仅包含了反映煤层气储集能力的含气量和储层压力等参数，而且包含了反映煤层气产出能力的渗透率、割理和裂隙发育特征等参数，同时还包括影响煤层气储集和产出的煤地质学特征参数（如煤层厚度、埋深和煤体结构等）的综合评价系统。

6.1.1.1 煤储层的煤地质学特征

煤地质学特征，不仅涉及到煤储层发育的沉积、构造和水文地质等条件，也包括煤层的煤厚、埋深、煤体结构类型、煤级和煤岩组成等。煤的地质学特征对煤层气的生成、储存以及煤层气的开发都具有显著的影响，它可间接反映煤层气的储集能力特征或储层物性特征，同时它也与煤层气的开发工艺选择具有重要关系（Crosdaleet al.，1998；Bustinet al.，1998；秦勇等，1999；ChalmersandBustin，2007）。煤储层地质学特征的主要评价参数有构造类型、封盖特征、水文地质、煤厚及稳定性、煤层埋深、煤岩和煤体结构特征等。

6.1.1.2 煤储层储集能力特征

煤层气是一种非常规的天然气藏，它主要以吸附态储存于煤的微孔系统中，而仅有少部分以游离态或溶解态储存于煤的割理或裂隙系统中。煤层气的产出过程是一个排水降压过程。当储层压力降到煤层气的临界解吸压力时，煤层气便从煤的微孔表面解吸，随后扩散到煤孔隙—裂隙系统中，并在压力差的驱动下从裂隙向井筒流动。根据煤层气这种储集和产出原理，这里将煤的吸附能力、原位含气量、含气饱和度、储层压力梯度和临储压力比等作为煤储层储集特征评价的主要评价参数。

6.1.1.3 煤储层物性特征

煤储层物性特征主要包括渗透率以及各级别的裂隙和割理的发育特征等。煤储层物性特征的好坏是决定煤层气产出的关键，也是评价煤层气藏是否具有商业开采价值的主要因素。

煤储层中的割理和裂隙系统构成了煤层气储层中流体（煤层气和储层水）的渗流通道，其发育优劣可间接反映煤储层的渗透性能和开采条件。鉴于目前国内外关于煤的裂隙和割理描述的称谓较多（Laubachet al.，1998；苏现波等，2002；樊明珠和王树华，2002；王生维等，2005），给研究带来不便，这里将煤的裂隙或割理进行了重新厘定。这里参照Solano-Acosta等（2007）的分类，将煤中方向性较好的裂隙称为割理；将方向性稍差的定为裂隙；两者也统称为裂隙，并按照尺度和成因分类方法，分为大裂隙（宏观裂隙或外生裂隙）、中裂隙、小裂隙和微裂隙（表6.1）。其中宏观裂隙是指不包括断层在内，自然条件下肉眼可识别的裂隙系统，大小通常为几毫米到几米。一般来说，大、中裂隙与外生节理（裂隙）相当，是构造应力场下煤层构造变形的产物，高度可达数米，可以出现在煤层的任何部位，不受煤岩分层或条带的限制。小裂隙和微裂隙除构造应力形成外，通常是煤化作用过程中所形成的内生节理（裂隙）。

表6.1 煤层气储层评价系统中的裂隙分类定义