Question

煤层气藏的类型

Answer 1

常规天然气藏的概念是建立在圈闭基础上的，由储层、盖层和遮挡条件（褶曲、断层、岩性及水动力等）构成圈闭，加上气源的进入就形成天然气藏，遵循重力分异原理。而煤层气则以煤层作为储层，气源来自煤层本身，主要以吸附态存在，不遵循重力分异原理，只要有较好的盖层条件，能够维持相当的地层压力，使煤层能够吸附住一定量的气体，无论煤储层在构造高部位或在低部位，都能形成煤层气藏。本次从储层特征、构造形态及含气饱和度等不同角度，将西北地区煤层气藏划分为4种类型：构造圈闭气藏、地层压力圈闭气藏、水压-水力封闭气藏及构造-水力复合圈闭气藏。

1.构造圈闭气藏

构造活动较强烈，煤层遭一定程度破坏，煤层渗透率得到改善，多见两种情况：位于构造高部位，保存条件差，地解压差大，难以解吸，产量低。如鄂尔多斯盆地东缘的吴试1井；另一种是位于压性断层附近，保存条件好、渗透率较高，有利于解吸，产量较高，如柳林试验区聚财塔断面附近。鄂尔多斯盆地横山堡矿区被南北向分布的任家庄-红墩子西、刘家庄-红墩子、鸳鸯湖-沙亥庙三条断层分割成4个二级构造带。各二级构造带被次级逆断层切割成向西仰冲、向东呈叠瓦状错落的逆冲断裂带。背斜构造、断块、断鼻构造发育，对煤层气藏形成极为有利。

2.地层压力封闭气藏

一般位于向斜深部，上覆较厚而又平面分布稳定的良好盖层；而煤的上倾方向或侧向上多为岩性尖灭或断层遮挡，由压实作用形成高压，生成的气体扩散速度小于聚集速度，形成高压煤层气藏。无外来水联系，渗透率低，产水量小，压力系数大于1。如鄂尔多斯盆地东缘柳1井、准南玛纳斯、呼图壁等地区。鄂尔多斯盆地横山堡矿区主力煤层顶底板均为泥岩封盖，原始地层压力达18.23 MPa，压力系数为1.12，具有超压特征，形成地层压力封闭气藏。

3.水压-水力封闭气藏

该类型煤层气藏圈闭方式为水体压力圈闭。构造位置多位于单斜或向斜的一翼，有的含煤地层以下完全处于滞流承压环境，地下水以静水压力、重力驱动方式流动，地下水呈封闭状态，对煤层气有封隔作用，煤层气受水压封闭作用而富集。这类气藏随水压头的高低不同而压力大小不等，为中低压气藏，压力系数接近1，如离柳-三交矿区。也有的大气淡水或含煤层系浅部水层与含煤层系下部水层中的水形成动力联系，阻止了气体向上流动而封住，煤储层中水体流动很局限且极微弱，受阻于封闭性断层、储层尖灭带或物性极差带，构成水力封堵气藏。赋存方式是甲烷分子吸附于煤基质表面，水充填于裂缝之中。如在吴堡气区储层上倾方向的渗透层被高矿化水所饱和，构成了深部烃类向上运移的隔挡层，并形成圈闭，且主要以水溶甲烷的圈闭形式，在鼻状构造北翼，产层埋藏浅，气组分以甲烷为主（CH₄在90%左右），气水同时产出，反映了水溶气特征。

4.构造-水力复合圈闭气藏

该类型煤层气藏由构造和水压共同作用圈闭形成。构造位置多位于单斜或向斜的一翼。如吴堡矿区鼻状构造东端扬起，向西倾伏，倾伏角变化在1°～19°之间，纵剖面上呈向西跌落的阶梯状，诸钻孔产层多位于同一构造阶地。区内承压水的补给主要来自黄河东岸，水流方向自东向西，气水界面西倾，从而在构造阶地部位形成低位能区，并形成凸镜状构造鼻-水动力复合圈闭气藏。乡宁矿区位于一西北倾的单斜构造带，含水层与隔水层呈互层状，每一含水层均为单一的承压含水单元，各含水层间水力联系微弱。地下水矿化度高达2800～4000 mg/L，有利于煤层气封堵，也形成构造-水力复合圈闭气藏。