探討水文地質條件對煤層氣賦存的控制作用

摘 要：煤層氣顧名思義是指賦存于煤層中的一種非常規天然氣，是伴生于煤資源的一種優質礦生資源。它不僅是一種潔凈優質的能源，還可以作為化工原料來使用。因此，在當今瞬息萬變的經濟社會中，更應該注重對煤層氣發展前景進行掌握。而煤層氣的賦存和水文地質之間有著密切的聯系?；谶@些原因，文章首先對煤層氣開發利用的現狀及其所具有的重要性進行了闡述，然后對煤層氣在煤中所具有的幾種賦存狀態進行了分析，最后針對水文地質條件對煤層氣賦存所具有的控制作用進行了探討。

關鍵詞：煤層氣；煤層氣賦存；水文地質；控制作用

煤層氣就是我們生活中常稱為“瓦斯”的一種非常規天然氣。它的主要成分是甲烷。因其用于居民燃氣中幾乎不會產生燃燒廢氣，是一種具有潔凈性的燃料，并且煤層氣還能夠作為化工原料用于工業生產中。因此注重對煤層氣的開發應用，使其發展成為一種高效潔凈的能源資源，具有很強的經濟效益和生態環保效益。

1 煤層氣開發利用的現狀及其所具有的重要性

煤層氣是近年來新興起的一種清潔能源。隨著世界工業的不斷發展進步，傳統的能源資源已經漸漸不能滿足當前對能源資源的過度消耗。因此加大對煤層資源的開發利用具有重要的現實意義。

1.1 煤層氣開發利用的現狀

近年來，隨著節約能源和保護生態理念的不斷深入，我國逐漸加大了對煤層氣的開發利用。首先，國家對煤層氣資源進行了相應偵測的同時對煤層氣開發應用的基礎理論進行了研究，并且對相應的技術設備進行了研發支持。其次，國家在煤層氣產業發展過程中給予了大量的政策支持，并投入大量的資金扶持。這種體制上的支持保障使煤層氣產業的發展沒有政策和資金制約，使我國對煤層氣的開發利用逐漸步入先進水平。

1.2 煤層氣開發利用的意義

煤層氣的開發利用具有重要的現實意義。首先，煤層氣的開發利用能夠緩解當前世界能源緊張的狀況。隨著全球經濟的不斷發展，能源供應已經日趨緊張。作為人口大國來說，我國應該注重對可再生能源的開發利用，以減少經濟發展的瓶頸。其次，加大對煤層氣資源的開發應用能夠對我國現有的能源結構進行優化調整。隨著我國經濟的不斷發展，能源消費需求也在不斷的加大，對能源的消耗不僅對經濟發展有不利影響還對生態環境的建設有極大損害。

2 煤層氣在煤層中所具有的幾種賦存狀態分析

一般而言，煤層氣在煤層中具有三種賦存狀態。第一種，吸附態。吸附態就是煤層氣以吸附的形式存在于每層有機質的縫隙和裂空中。第二種，游離態。游離態就是煤層氣以游離的形式存在于煤層大縫隙和孔隙中，是一種自由氣體。第三種，溶解態。溶解態就是以溶解的形式存在于煤層中的水里面。煤層氣在煤層中的水里面，其溶解度隨著礦化度高低而變化，當礦化度升高時溶解度就會降低。并且溶解度在低壓條件下礦化影響度相對比較小，高壓條件下影響則比較大。

斷層在一定程度上控制了煤層氣突出危險帶、區的分布，也影響到對煤田構造形態的正確認識，斷層的查明、研究對煤層氣安全和高效開采具有重要意義。淮南地區斷層較發育，逆沖推覆系統前鋒帶由阜陽一鳳臺斷裂、阜陽一李鄒孜斷裂、山王集斷裂、舜耕山斷裂四條主要斷裂組成。褶皺推覆構造一方面既可形成區域性的封蓋構造條件，有利煤層氣保存，另一方面又強烈破壞煤層的原生結構使得煤層滲透性降低，從而導致煤層含氣量高而物性比較差。煤階類型。礦區的煤種均為煙煤，鏡質組反射率Ro，max為0.688%-1.046%，主要有氣煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤和瘦煤等，以中變質高揮發分（33%-42%）的氣煤和1/3焦煤為主。按美國的成功經驗，中變質程度的煤層對煤層氣的生成和保存是非常有利的。

3 水文地質條件對煤層氣賦存所具有的控制作用探討

3.1 地質因素對煤層氣賦存的影響控制因素

經過研究發現，地質構造對煤層氣賦存的影響占有極大的作用。不少研究證明，煤層氣的賦存狀態是含有煤的地層經過不斷地質構造運動演化的結果。不同地區的煤層氣因所在礦區地質構造的不同，其生成條件也不盡相同。我國地大物博，煤層氣賦存的地質條件更是千差萬別，并且由于我國地質構造運動不斷的發生變化，煤層在形成之后由于受到不同程度的破壞而發生了一些變化，總的來說，目前我國煤層氣賦存具有低飽和度、低滲透性、低儲層壓力和高變質程度等特點。地質因素對煤層氣賦存的影響和控制主要表現在以下方面。第一，地質構造的不斷演化。地質構造的不斷演化可以使煤層上覆蓋層達到一定的厚度，有利于形成煤層氣藏，還能夠控制煤層的壓力以及游離氣的散失。并且，地質構造的回返抬升能夠對煤層氣富集進行有效控制。經不斷的實踐證明地質構造所經歷的回返抬升時間早晚以及持續時間的長短對煤層氣富集程度有著很大的影響。第二，地質構造的不同形態對煤層氣賦存也有所影響。各種各樣的地質構造形態對煤層氣賦存產生著不同的影響。例如，封閉性地質構造對煤層氣賦產生著極為有利的條件。而相對開放性的地質構造則能夠多煤層氣逸散產生有利條件。最具特色的莫過于褶皺和斷層這兩種地質構造形態。褶皺式的地質形態在不同褶皺地區有著不同的作用，褶皺式地形有背斜和向斜之分，在背斜閉合的地方是煤層氣儲存的有利位置。在向斜部分則是煤層氣富集的主要構造形態。斷層式的地質形態因其斷裂性質不同對煤層氣賦存能力也存在一定的差異。受較大壓力產生的斷層地質結構會相對緊湊，透氣性不好就會有利于煤層氣賦存。而相對張性的斷層結構則比較松散，透氣性好，不利于煤層氣儲存卻有利于煤層氣逸散。

3.2 水文因素對煤層氣賦存的影響控制因素

由于煤層氣主要存在于煤所存在的孔隙中，所以地下水系統就通過相應的地質壓力對煤層氣賦存著較強的控制作用，這種控制作用不僅能夠幫助煤層氣逸散還能夠保存聚集煤層氣。水文對煤層氣賦存的控制作用主要表現在：第一，水動力對煤層氣賦存所具有的逸散控制作用。逸散控制作用顧名思義就是導致煤層氣散失，水文因素導致的逸散控制作用常發生于斷層地質條件中，因為斷層地質往往具有較好的導水性質，水力的流動能夠相應減少煤層氣的吸附力度，使煤層氣從吸附狀態轉變為游離狀態從而產生因水力運動導致煤層氣逸散的結果。第二，水動力所具有的封閉控氣作用。水動力的封閉控氣作用主要發生在壓力過大產生的向斜地區，這種地質因巖層擠壓較重，導水性很差，煤層氣富集又很難游離，所以煤層氣賦存含量很高。第三，水動力所具有的封堵控氣作用。水動力所具有的封堵控氣作用往往發生與不對稱的向斜或者單斜中，在這種地質中煤層氣往往受壓力差的控制不自覺從深部向淺部滲流，在這個過程中還能帶動游離狀態的煤層氣聚集，因此對煤層氣的賦存有較好作用。

總而言之，在現代工業的不斷發展中，煤層氣能源的重要性越來越得以凸顯。我國煤層氣的豐富資源具有強大的開發潛力，對煤層氣資源賦存的研究不僅能夠使資源的利用率得到大幅度的提升，還能夠實現保護生態環境、調整產業結構的目的。加大對煤層氣賦存資源的開發利用具有十分重要的現實意義和極深遠的戰略意義。因此，應該充分了解水文地質條件對煤層氣賦存的控制作用，讓煤層氣資源的優勢更好的在當代經濟發展中得以充分的應用。

參考文獻

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