煤層氣開發的地質因素分析

趙柯

摘 要；煤層氣屬于天然氣的一種，它是賦存于每層之中，具有清潔與優質的特點，也是國家著力開發的一種新型能源，在21世紀這個資源緊缺、能源消耗嚴重的社會變得越發珍貴與不可或缺。該文通過探討煤層氣開發利用的現狀，分析了影響煤氣層開發的地質因素并對其未來發展可能面臨的問題做出了展望，也期望國家給予更多的政策手段支持煤氣層資源的開發。

關鍵詞；煤層氣開發 地質因素 未來發展 政策支持

中圖分類號：P618.11 文獻標識碼；A 文章編號；1672-3791（2014）10（b）-0068-01

煤層氣作為新型能源的一種不僅清潔污染小，而且對于彌補我國當前用油緊張的局勢有巨大的幫助。隨著開發技術的不斷更新以及煤層氣開發規模的迅速擴大，大大改善了我國能源消費和生產的結構，加速了我國城市化進程的發展，在促進經濟平穩快速發展人民生活水平有效提高上起到了很大的作用。除此之外，因為煤層氣與普通天然氣在成分上比較相似，所以經過科學實驗合成的化工產品對于能源的節約意義是非常重大的。

1 我國當前煤層氣開發的現狀分析

我國煤層氣含量豐富目前在世界煤層氣儲量中排名第三，煤層氣的開發前景非常可觀并且潛力巨大。但是，由于開發起步較晚，加之各種因素的影響，煤層氣開發在我國依然存在著開發不夠充分、規模偏小的狀況。究其原因主要是因為我國的煤炭資源賦存條件比較差，開采的技術又相對落后，在我國瓦斯礦井中高瓦斯礦井數目居多。而且隨著技術的進步，開采深度的不斷延伸，由于煤層瓦斯含量越來越多其防治難度也隨之增大，帶來的危險性也就越高。正是由于開發利用的程度不足，瓦斯事故常會發生，造成的人員傷亡和損失非常慘重。

由于與發達國家相比，我國煤層氣在開發上普遍存在著飽和度低、滲透性低等問題，技術是解決這些難題的關鍵。雖然我國也在不斷開發新技術，積極引進外來先進設備，但是核心技術仍未被掌握，所以煤層氣開發中依然有許多問題未能得到有效突破，在煤層氣開發研究上我們還面臨著許多問題需要解決。

2 地質因素對煤層氣賦存的影響分析

2.1 不斷演化的地質構造

由于地殼的不斷運動以及地質構造的不斷演化，煤層的厚度因為地質構造的演化不斷加厚，這對煤層氣藏的形成非常有好處，同時還能有效控制游離氣的散失問題，煤層氣的富集問題因為地質構造的回升得到了有效的控制，實踐證明，地質構造的不斷抬升回返，煤層富集程度受此影響也比較大。

2.2 地質構造抬升回返影響煤層氣的富集

由于地質構造的抬升和回返時間的不同以及每次構造運動時間長短不一，所以其埋深也參差不齊，煤層的富集程度也就大不相同。一般而言其規律主要如下；越短的抬升回返時間導致的煤層其散失的就少，就更有利于保存煤層氣；比如我國的華北東西部就是由于地質抬升時間不同煤層氣富集程度就相對不同且差異明顯。煤層散失嚴重的區域主要是長期處于隆起剝蝕地帶，若其后期發生沉降則對煤層氣的保存相當有利，上覆地層的壓力會因為地層的抬升而降低，煤層會以游離氣的形式在煤層中得以保存。

2.3 煤層氣的富集程度與地質構造的因素有關

煤層氣的富集程度與地質構造密切相關，并且地質構造的形式也是各種各樣的。通常而言，煤層氣賦存多的地帶其地質構造的封閉性越好，而封閉性差的地質構造帶則會造成煤層氣的散失，不利于煤層氣的賦存。這種狀況的煤層氣富集在斷層地帶與褶皺地帶的表現尤為明顯，同褶皺的地區其地質形態不一，背斜褶皺帶有利于煤層氣的儲存而向斜地帶則不大利于煤層氣富集；相對而言斷層帶賦存煤層氣的能力也是不一樣的，地質緊湊受到的壓力較大并且透氣性不好的區域煤層氣賦存較為有利，斷層張性松散、透氣性好的地帶則不利于煤層氣賦存，容易造成煤層氣的散逸。

3 未來我國煤層氣地質研究面臨的問題

3.1 動力學機制與煤層氣成藏過程

動力學機制與煤層氣成藏的過程揭示了地質儲氣性與生氣性的關系，對于研究復雜地質條件下的煤氣層的形成、分布以及成藏規律都有一定的研究。因為煤層氣是以氣體形式吸附于煤儲層中，所以其開發利用技術與一般的天然還有所不同，我國當下的煤層氣理論主要是針對簡單地質條件而進行研究的，而復雜地質條件的研究則相對較弱，這也是局限我國煤層氣開發的主要因素，地質條件復雜，煤層氣發生的活動不一，成藏類型也會出現各式各樣的類型，煤層氣成藏動力學條件的研究對于探尋深層富集煤層氣，大力開發新技術是密切相關的。

3.2 煤層氣聚散機制與儲集系統

煤水氣與儲層特性的關系可通過研究煤層氣聚散機制與儲集系統得到，對于煤層氣的擴散聚集的過程有一個細致的了解，煤層氣成藏的關鍵制約因素就是煤儲層的儲集性與含氣性，這些因素嚴格影響著煤儲層本身的性質，由于與一般天然氣不同，煤層氣有著明顯的吸附性和極強的非均質性。所以其性質復雜，開發技術要求更高，目前在研究煤層氣這一領域內，對煤層氣均質性的描述是一大值得深入研究的課題。能量平衡是煤層氣動力學的實質，其動態平衡主要靠煤儲層壓力來維系，一旦發生地質運動此平衡就會遭到破壞，就會造成煤層氣散逸現象的發生，或者是強化了煤層氣富集，對盆地流體場控制影響煤儲層壓力則很好地揭示了煤儲層滲透性的變化規律，這同時也需要大力發展低滲煤儲層模擬技術，也是有效確定煤層氣成藏類型的重要依據，對于開發低滲煤儲層是極為有效地，這項技術也是目前國際上需要著力解決的一個問題。

3.3 煤層氣藏開發中對地球物探技術以及信號處理技術的運用

地球物理場與地球化學場間的互動機制可通過煤層氣藏的高效開發場效應了解，這對煤層氣的勘探開發效果也是一種良好的預測，驗證煤層氣預測效果以及勘探技術的重要手段就是建立在地球物理綜合測井和三維三分量多波段地震勘探基礎上的煤層氣藏高精度探測技術。但是需要多加注意的是煤儲層的飽和性使得其部分性質難以得到有效識別，所以技術手段的要求則更高，因而未來該領域主要的研究方向就是針對探測原理以及信號處理技術進行深入研究。

4 推動我國煤層氣產業發展的政策手段

一是國家應當立法保證煤礦安全并且合理開發瓦斯資源，保障礦井企業必須做到煤炭瓦斯開發同步。

二是對于煤層氣的開發力度應大力投資。

三是應成立專項的項目著力研究該領域，最大化攻克技術難題。

四是為促進煤層氣發展在稅收上應給與一定的優惠政策。

五是積極引導瓦斯發電廠的建設，為電廠建設提供一定的便利。

六是對于一些污染氣體的排放應限制，從側面促進煤層氣產業的發展。

5 結語

雖然我國資源豐富但是不加節制的開發已經造成了一定的惡果，所以必須加強技術研究，促進新型能源的開發利用。這就需要新能源的形成機制熟練掌握，了解其形成機理不僅會促進新技術的運用還能帶來多重效益，促進社會的發展以及資源節約。煤層氣的開發與地質控制因素則很好地反映了這一問題。

參考文獻

[1] 劉陽剛.煤層氣與地下水的賦存及運動特征對比[J].中國煤田地質，2013（2）：131-133.

[2] 高普明.淺談煤層氣藏保存條件[J].中 國煤層氣，2010（27）：101-103.

[3] 田歡.煤層氣的賦存特征及其控制因素[J].煤礦現代化.2012（14）：78-79.endprint