論深部煤層氣基本地質問題

谷麗男(中聯煤層氣有限責任公司晉城分公司， 山西 晉城 048000)

論深部煤層氣基本地質問題

谷麗男(中聯煤層氣有限責任公司晉城分公司， 山西 晉城 048000)

近年來，隨著人們對能源需求量的不斷上升，能源產業的發展也蒸蒸日上。在此背景下，我國正不斷加強對深部煤層氣的勘探開發工作，現已取得了一定的成果、積累了一定的經驗。但是，從總體上而言，深部煤層氣的開發仍然是一項難題，尤其是一些基本地質問題仍有待解決。深部煤層氣儲層具有較高的地應力和地層溫度，因此導致可壓縮性高、滲透性低以及彈性低。所謂“深部”，既是指的深度，也是指的一種狀態。未來，對于深部煤層氣的開發，重點就在于解決諸多地質問題。本文主要淺析了深部煤層氣基本地質問題。

深部煤層氣；基本地質問題

煤層氣是指的賦存于煤層當中的自生自儲的天然氣，煤層氣儲層與普通的天然氣儲層相比，其不但是天然氣的儲集層和氣源巖，同時也是天然氣的產出層。我國的煤層氣資源十分豐富，而其中有很大一部分屬于深部煤層氣。據相關調查顯示，我國埋度在1500～3000m的深部煤層氣是埋度在1500m以下的淺部煤層氣的地質資源量的2倍。目前，我國正在重點研究深部煤層氣的地質條件與開采技術，并已取得了一定的成果，但與此同時，也揭示出諸多基本地質問題亟需解決。筆者結合實際淺析了深部煤層氣基本地質問題，僅作拋磚引玉之用。

1 深部煤層氣儲層地質條件的特殊性

對于深部煤層氣而言，其臨界深度是一種特殊的狀態，其具體可表征為地應力狀態，也可表征為地層溫度狀態，還可表征為煤層氣儲層狀態的函數。其中地應力狀態和地層溫度狀態屬于外在地質影響因素，煤層氣儲層狀態的函數則屬于內在地質影響因素。根據分析發現，深部煤層氣儲層主要有三項特殊性：一者是由煤巖力學性質變化所引起的滲透率突變；二者是由地層溫度增高所引起的煤層含氣量“臨界深度”；三者是由較高地層溫度和地層壓力所引起的煤層氣儲層與含煤層氣系統非均質性變弱。

2 近期需解決的深部煤層氣基本地質問題

(1)深部煤層氣資源潛力深化評價問題 對于深部煤層氣資源潛力的評價，應當是一項重要問題。其評價目的其一是為了對深部煤層氣的資源潛力取得再此認識，即對于深部地質條件的較高地層壓力及地層溫度等基本特點，分析煤層氣儲層的應力、含氣性、含水性等受埋深度影響的變化，挖掘深部煤層氣的特殊地質條件特性；其二是為了對深部煤層氣的解吸特性進行客觀認識，包括解吸過程、滲透性的耦合控制過程、滲流特點以及其他因素等；其三是為了發展與深部煤層氣儲層特性相適應的高分辨探測技術方法，并建立深部煤層特性預測模型；其四是為了對典型的盆地深部煤層氣的勘探開發潛力進行評價，預測近期可開發的戰略區塊。

(2)深部煤層氣儲層可改造性問題 首先需要關注深部煤層氣儲層地質條件的特殊性，根據其特殊的質條件來研究地質影響因素、煤巖力學性質、地質改造中的動態變化規律等，并建立力學性質動態描述模型；其次要關注深部煤層氣儲層的工程力學性質，對現有的物理探測方法對深部煤體結構探測的靈敏性進行分析，并不斷研究新的物理探測原理及方法，發展與之相適應的高分辨率探測技術，建立力學性質評價方法；第三要通過分析深部煤層氣儲層改造效果的影響因素，建立與深部地質條件相適應的煤層氣儲層可改造性評價方法。

(3)深部煤層氣開采技術的新原理問題 為了對深部煤層氣進行有效開采，需要運用到一些與之相適應的新技術。對于現行的技術，應當要進行適當的改造，并明確其原理，分析其對深部煤層氣儲層地質條件的適應性，尤其要對現有的壓裂、卸壓、置換以及電脈沖等技術原理進行分析，從而為技術上的革新提供科學的依據與參考；另外還要低深部煤層氣開采技術的新原理對深部煤層氣儲層條件的可行性進行研究，如深部煤層氣儲層中的天然氣、水、各種有機質以及各類礦物質之間的相互作用，深部應力場和溫度場下各種方式對煤層氣儲層的改造效果及其地質控制機理，從而發展造縫、解堵、促解吸等技術新原理。

(4)深部煤儲層三氣共生及共采問題 深部煤儲層三氣具體指的是煤層氣、頁巖氣以及砂巖；另外若是在賦存條件下，還會在三氣的基礎上包括游離氣、混態氣以及吸附氣等。通過深部煤儲層三氣共采，可以有效提高深部煤層氣開發力度和單井產量，促進非常規天然氣產業的發展。所以，深部煤儲層三氣共采一直都深受業內的關注和重視。在這方面，主要需要解決的基本地質問題有三點：第一，要對深部煤儲層三氣的共生特性進行充分理解，包括三氣疊層成藏的共生規律、開采可控地質條件、多層含氣系統的流體壓力等；第二，發展針對深部煤儲層三氣共生特點的共探方法，從而有效識別三氣疊置含氣系統、產氣來源以及產氣貢獻等；第三，對與深部煤儲層三氣相適應的共采工藝技術的相應地質條件進行分析，研究共采優化技術與地質診斷方法，實現共采地質技術，以為深部煤層氣的勘探開發提供有力的支持。

3 結語

綜上所述，深部煤層氣儲層地質條件具有一定的特殊性，近期需解決的基本地質問題主要是深部煤層氣資源潛力深化評價問題、深部煤層氣儲層可改造性問題、深部煤層氣開采技術的新原理問題以及深部煤儲層三氣共生及共采問題。

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谷麗男(1988-),女，河北石家莊人，助理工程師，本科，從事煤層氣勘探與開發工作。