構造和水文地質條件耦合作用下煤層氣富集高產模式

陳躍 馬東民 方世躍

摘 要：構造和水文地質條件對煤層氣富集成藏和開發具有重要影響，為研究煤層氣富集和產出過程中不同構造和水文地質條件耦合效應，文中以鄂爾多斯盆地東緣為例，通過詳細研究不同區塊構造、水文地質條件對煤層氣富集和產出的影響，總結出構造和水文地質條件耦合作用下煤層氣富集模式，并且結合典型煤層氣開發區塊產能特征提出了有利于煤層氣開發的高產模式。結果表明：逆斷層、向斜軸部以及單斜構造下部有利于煤層氣的富集保存，而正斷層和背斜軸部容易導致煤層氣的逸散;地下水礦化度高的弱徑流區、滯留區，有利于煤層氣富集;北部準格爾、保德等低煤階地區為低煤階次生生物氣補充型富集模式，中部柳林地區為盆緣斜坡帶水力封堵型富集模式，南部大寧—吉縣地區為構造—水動力復合型富集模式;提出了弱水動力單斜上傾方向高部位高產模式、弱水動力背斜（或鼻狀構造）軸部高產模式以及弱水動力正斷層遠端構造高部位高產模式3種高產模式。

關鍵詞：煤層氣富集高產;耦合分析;構造條件

中圖分類號：P 618.11;TD 84 ? 文獻標志碼：A

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0412 ? 文章編號：1672-9315（2019）04-0644-12

Abstract：Structural and hydrological conditions have significant influence on coalbed methane accumulation and development.In order to study the coupling effect of structural and hydrological conditions on coalbed methane enrichment and production，in this paper，taking the eastern margin of Ordos Basin as a case，the accumulation models of coalbed methane in the study area will be summarized，and the high yield models be presented according to the study of the coalbed methane production characteristics of the typical development blocks，based on the intensive study of the effects of the particular geologic structures and hydrologic conditions on the accumulation and development of coalbed methane in different blocks.The results show that reverse faults，the axial part of syncline and the bottom of monoclinic are favorable for gas enrichment，but gases are easy to escape near normal faults and the axial part of anticline.The stagnant zone and the weak run off zone with high groundwater mineralization are favorable for coalbed methane enrichment.The secondary biogenic gas supplement model in low coal rank in Zhungger and Baode，the hydraulic sealing model of the slope in the margin of basin in Sanjiao and Liulin，and the structural and hydraulic sealing united model in Daning Jixian are summarized.Furthermore，three high yield models are proposed，i.e.，weak hydrodynamic updip of the monocline model，weak hydrodynamic axial part of the anticline or nose like structure model，and weak hydrodynamic structural high far from the normal faults.

Key words：enrichment and high production of coalbed methane;coupling analysis;structure conditions

0 引 言

影響煤層氣富集和產出的因素很多，包括構造條件、水文地質條件、沉積環境、地層壓力、煤層滲透性、煤層厚度和埋深等，其中構造條件和水文地質條件對煤層氣賦存和開發的影響尤為突出[1-4]。Pashin通過分析了黑勇士盆地煤層氣井產出水化學特征和同位素特征研究，揭示了水動力條件對煤層氣井產能的影響以及細菌活動對氣井產能的貢獻[5]。其他學者詳細探討了水文地質條件對煤層氣富集與產出的控制作用[6-10]。趙慶波等根據煤層氣的存儲狀態及煤層所處的構造位置，將煤層氣劃分為自生自儲吸附型、自生自儲游離型和內生外儲型3種成藏模式，并根據煤層氣甲烷含量及甲烷碳同位素分布研究，煤層氣成藏期可劃分為早期成藏、后期構造改造成藏和開采中二次成藏3個時期，特別指出了開采中竄位和竄層引發二次成藏的條件[11]。宋巖等建立了滲透率突變帶煤層氣富集模式、構造高部位局部富集模式、斜坡區含氣量與滲透率優勢疊合富集模式與脆韌性轉換帶富集模式，系統總結了我國煤層氣的富集規律與控制因素[12]。另外一些學者針對構造特征、儲蓋層配置關系、水動力條件提出了先后提出水動力控氣機制、巖漿熱事件控氣機制、向斜控氣機制、上覆地層有效厚度控氣機制、構造控氣機制[13-16]。隨著我國煤層氣產業的發展，近年來部分國內學者對我國低煤階煤層氣成藏機理的研究逐步展開，陳振宏、王勃等從煤層氣成藏的氣源條件、煤層的儲集能力、煤層的物性、煤層的水文地質條件和成藏過程等方面，分析了高煤階煤層氣和低煤階煤層氣成藏的差異性，指出了構造熱事件對高煤階煤層氣藏物性的改造作用和生物氣、游離氣在低煤階煤層氣成藏過程中的作用[17-18]。蘭天偉等對阜新盆地煤層氣成藏條件及機理分析后提出了水動力—巖墻封堵式混合成因裂隙型煤層氣富集模式[19]。侯海海等以東北依蘭盆地為例，建立了原生成因和次生成因疊合下的斜坡區成煤優勢相帶高富水區的煤層氣富集模式[20]。劉洪林等針對吐哈盆地低煤階氣藏建立了盆內凹陷成藏模式、盆緣陡坡成藏模式以及盆緣緩坡成藏模式[21]。

1 區域地質特征

鄂爾多斯盆地東緣煤層氣田沿黃河呈南北向分布，南北長約560 km，東西寬50～200 km，煤層氣地質資源量約9×1012 m3[22]，目前已實施煤層氣井3 500余口，總體產氣量突破240×104 m3/d，已經成為我國繼沁水盆地之后第二個實現大規模產業化開發的大型煤層氣田。鄂爾多斯盆地東緣總體為一向西緩傾的大型單斜構造，由北向南依次為伊盟隆起、晉西撓褶帶和渭北隆起，其上發育輕微褶皺，斷層發育規模較小，具備大型煤層氣田形成條件[23]。區內相對較大的斷層有5條，自北往南依次為離石斷層、三交北斷層、午城—窯渠斷層、薛峰斷層和前高斷層。構造走向以南北向、北東—南西向為主，構造變形強度總體上東部邊緣強于西部，南部強于北部，斷層和褶皺構造主要分布在東部邊緣地區，往西向盆地內部構造變形減弱（圖1）。區內煤層氣勘探開發的主力煤層為山西組4+5#煤層和太原組8+9#煤層，埋深300～2 600 m，煤厚0.5～30 m，Ro為0.44%～2.6%，滲透率0.01～20×10-3 μm2，4+5#煤層頂底板主要為泥巖、砂質泥巖以少數的砂巖，8+9#煤層頂板為灰巖和泥巖，底板多為泥巖，圍巖封閉性較好[24]。

如圖2所示，地震測線NW470上分布了6條斷層，且多為正斷層，在該區中部正斷層附近形成了含氣量低值區，含氣量與距正斷層距離呈負相關。中部其他地區的含氣量在12 m3/t左右，而受F12，F13和F14等3條正斷層影響，其周邊地區的含氣量則在8 m3/t左右。而F10和F9正斷層規模更大，致使煤層氣逸散更加嚴重，其周邊含氣量僅為2 m3/t左右（圖3）。

2.1.2 褶皺

向斜核部一般以壓應力環境為主，地層壓力高，并且向斜普遍處于地下水的弱徑流區或滯流區，利于形成水力封堵型煤層氣藏。盆地內向斜構造富氣最典型的是韓城區塊北部4+5#煤層。表現在向斜軸部煤層甲烷含量高，背斜軸部煤層甲烷含量低，一般表現為：向斜軸部>緩傾斜帶>背斜軸部>邊淺部陡傾斜帶（圖4）。

2.1.3 逆斷層

逆斷層形成與擠壓應力場中，斷層面封閉性強，氣體一般難以通過斷層面進行運移。并且斷層附近通常是構造應力集中帶，可加大煤層壓力，有利于煤層氣吸附，典型區塊為大寧—吉縣區塊。大寧—吉縣區塊含氣量等值線沿午城窯渠逆斷層兩側對稱分布，離此斷層越近，煤層氣含氣量越高，說明封閉條件越好，離斷層越遠，含氣量呈變低趨勢，此斷層附近的某些向斜和背斜成為煤層氣聚集的有利區，含氣量可達20 m3/t以上（圖5）。

以J10井、J14井、J4井、J13井和J6井做連井剖面，發現向斜軸部煤層氣含氣量可達18.76 m3/t之高，而背斜的軸部含氣量較其翼部稍低，因為背斜的軸部中和面以上為拉張應力環境，導致張性裂隙發育，使煤層氣發生部分逸散。逆斷層為壓性斷層，斷層封閉性強，有利于阻止煤層氣逸散，故其附近并未發現含氣量明顯降低（圖6）。

2.1.4 單斜構造

單斜構造易于水力形成封堵，并且單斜構造中儲層壓力一般隨埋深增大而增大，有利于煤層氣的吸附，如三交、柳林等區塊。三交區塊位于晉西撓褶帶中部離石鼻狀隆起的北翼，為一大型北西傾向的單斜構造，以4+5#煤為例，煤層海拔為-150～700 m，自東南往西北降低。4+5#煤含氣量為5～13 m3/t，礦區東部邊緣含氣量低，往西北方向含氣量增高，含氣量等值線沿北東向展布，礦區西部含氣較大，可達13 m3/t（圖7）。區內局部地區受水文地質條件影響，含氣量分布復雜化。

2.2 水文控氣作用

水力封閉作用有利于煤層氣的保存，而水力驅替運移作用則引起煤層氣的逸散。一般而言，地下水壓力大，煤層氣含量高，反之則低。地下水的強徑流帶煤層氣含量低，而滯流帶煤層氣含量高。

煤層產出水礦化度是表征水動力活躍程度的重要指標之一，高礦化度往往代表滯留水環境，煤層氣保存條件好，有利于煤層氣富集成藏。煤層含氣量隨煤層氣井產出水礦化度的增大而增高，說明高礦化度弱徑流-滯留的水動力條件有利于煤層氣保存（圖8）。研究區東、南邊緣構造作用強烈，斷裂較為發育，巖層產狀變陡，形成有一系列北東東近東西向的壓性或壓扭性斷層。煤系與下伏奧陶系灰巖巖溶裂隙含水層強徑流帶產生水力聯系的可能性較大，水力運移逸散控氣作用易發生，對煤層氣的保存不利。而向深部地層平緩，構造簡單，水動力逐漸減弱，礦化度逐漸增高，水動力處于弱徑流、滯留區，煤層含氣量增高，大氣降水由淺部向深部流動，在弱徑流—滯留區對煤層氣形成水動力封堵，形成煤層氣富集區。因此，研究區中南部地區需要尋找高礦化度水動力滯留區為煤層氣富集有利地區，這一規律與沁水盆地南部類似。

柳林地區從東北向西南，地下水礦化度逐漸增高，水質類型主要為HCO3·Cl—Na型和HCO3·SO4—Na·Ca型，礦化度600～7 000 mg/L（圖9）。結合該地區3個煤層的含氣量平面圖可以看出：各主煤層含氣量總體上從北西向南東向增高，這與水的徑流方向基本一致，說明滯留的環境有利于煤層氣的富集（圖10）。

3 煤層氣富集模式

3.1 煤層氣成因

鄂爾多斯盆地東緣煤層氣甲烷碳同位素值為-58.99‰～-28.80‰，保德地區-50.89‰～-50.80‰，平均-54.34‰，柳林地區-57.78‰～-42.26‰，平均-50.64‰，韓城地區-41.60‰～-28.80‰，平均-36.30‰，煤層氣甲烷碳同位素自北向南變重。煤層氣成因判別圖版（圖11）顯示，研究區煤層氣以熱成因氣為主，在部分地區可能存在次生生物氣的混入。韓城地區數據點基本都分布在熱成因氣的范圍之內，但是分布在II型干酪根熱成因氣區域內，但是研究區生氣母質幾乎都是腐殖煤，造成韓城地區甲烷碳同位素變輕的原因推測是該區煤層氣在構造抬升過程中解吸分餾作用。柳林地區和保德地區顯示存在次生生物氣的混合，但是國內學者通過實驗模擬證實中、高煤階煤巖變質程度高，有機質喪失生物活性，發生微生物降解的可能性較小，因此，柳林地區甲烷碳同位素變輕可能是因為水動力分餾作用所致，這與該區地下水礦化度低、水動力比較活躍較為吻合。而保德地區煤階較低，有機質生物活性高，水動力較為活躍，發生微生物作用的可能性比較大，煤層氣甲烷碳同位素δ13CCH4平均值-5434‰，熱成因氣一般δ13CCH4>-50‰，但δ13CCH4與有機質成熟度之間存在相關關系（劉文匯等，1999）。取保德地區煤中有機質成熟度Ro為08%，得到該區熱成因氣的δ13CCH4應在-2883‰～-38.83‰，證實保德地區甲烷碳同位素確實偏輕，存在次生生物氣混入，與圖版揭示結果一致。

3.2 煤層氣富集模式

3.2.1 低煤階次生生物氣補充型富集模式

由于鄂爾多斯盆地東緣煤階具有北低南高的變化趨勢，其低煤階煤層氣資源主要分布在北部的準格爾和保德等地區。在低煤階中，煤的生物活性高，加之合適地下水環境，次生生物氣就可能生成。準格爾地區位于伊盟隆起構造帶，為一西南傾向的單斜構造，區內構造較為簡單，煤層埋深相對較淺，煤階低，鏡質體反射率在0.7%以下。在煤層埋深小于800 m的區域，處在甲烷風化帶，含氣量低，而煤層埋深大于800 m處于甲烷風化帶之下的區域，含氣量較高（圖12）。低煤階煤層氣一般為熱成因氣和次生生物氣混合的成因，因此，水動力條件對煤層氣藏的影響主要體現在2個方面，首先，水動力可以封堵煤層氣，阻止氣體往上運移散失，在單斜的弱水動力部位形成煤層氣富集區;其次，一定的水力活動加上埋深較淺、煤的生物活性高，促使甲烷細菌活動、繁殖，形成次生生物氣。其煤層氣富集模式與圣胡安盆地具有一定相似性，大氣降水在邊緣淺部形成補給，攜帶甲烷細菌向盆地中心方向運移，從而生成次生生物氣，加之水動力的封堵，形成煤層氣的富集區。保德地區位于晉西撓曲帶北段，表現為向西傾的單斜構造，地層傾角5°～10°，構造條件簡單，斷裂構造相對不發育。煤的鏡質組反射率Ro一般為060%～0.97%，平均約為0.8%，以氣煤為主。煤層含氣量為1～12 m3/t，平均約為6 m3/t，甲烷濃度為62%～96%，平均75%.由于保德地區煤層氣存在次生生物氣的混入，結合該區煤層氣含氣量與地層水礦化度之間的變化關系、地質構造條件，認為該區為低煤階次生生物氣補充型煤層氣富集模式，在該模式中，煤層氣富集區一般為盆緣斜坡帶具有一定地下水活動的弱徑流區，弱徑流區地下水活動能力較弱，有利于煤層氣藏的保存，其次，弱徑流區又具有一定的地下水活動能力，甲烷細菌可被地下水攜帶至煤層中并持續活動與繁殖（圖13）。

3.2.2 盆緣斜坡帶水力封堵型富集模式

鄂爾多斯盆地中部地區由于受地質應力作用相對較小，地層受地質改造程度低，構造條件相對簡單，斷層和褶皺發育較少，煤體結構相對完整，煤層氣含氣量與地下水活動強度呈現很好的負相關關系，通常地下水活動較弱的弱徑流區和滯留區一般是煤層氣的富集區，從而構成盆緣斜坡帶水力封堵型煤層氣藏（圖14）。

研究區中部的三交、柳林地區是該成藏模式的典型地區，其區內地質構造簡單，為簡單的單斜構造，斷層較少發育，煤層埋深相對較淺，大氣降水從盆地邊緣地層露頭處進行補給，進入地層沿地層傾向順層流動，隨著流動距離增加，活動強度逐漸減弱。在該種煤層氣富集模式中，含氣量與地下水礦化度具有較好的正相關關系，地下水活動對煤層氣藏具有至關重要的作用。此種模式主要發育于中部中高煤階地區，與低煤階次生生物氣補充型富集模式的區別在于其一般不存在生物氣的補充，為熱成因氣，因為中高煤階煤變質程度高，喪失了生物活性。

3.2.3 構造—水動力復合型富集模式

鄂爾多斯盆地中南部受地質改造程度高，地質變形強度大，褶皺、斷層等構造較為發育，地質條件往往比較復雜。復雜的地質構造條件下其地下水動力系統一般也較為復雜，復雜的構造條件與地下水力系統作用下，煤層氣成藏模式較為多樣，但一般構造封閉性強、地下水活動弱的區域為煤層氣富集成藏有利區。以大寧—吉縣地區為例，其地層構造變形較為復雜，向斜、背斜、斷層均有發育;地下水系統亦較復雜，存在多個地下水供排系統（圖15）。含水層在東部邊緣和薛關斷裂帶接受補給，形成相對獨立2個地下水循環系統。由于上部山西組4+5#煤層頂底板多為泥巖，孔滲性低，地下水徑流對該煤層影響較小，而下部太原組8+9#煤層頂板灰巖發育，巖溶裂隙較多，富水性強，成為良好的含水層，地下水更易注入經其滲流，因此其水動力條件較為活躍。

在構造方面，吉17井附近斷層發育，致使水動力也更加活躍，導致煤層氣逸散，含氣量大幅降低，甲烷同位素也呈變輕趨勢，而位于單斜緩坡上的吉試1、吉10井由于水動力弱，可以形成良好的水力封堵，含氣量較高。因此，在該區復雜的構造、水動力條件下，構造和水動力聯合封閉區往往成為煤層氣的富集有利區。

3.3 煤層氣富集的構造和水文耦合機理

鄂爾多斯盆地東緣北部低煤階中，煤層氣為次生生物氣和熱成因氣的混合成因，地下水活動對煤層氣富集起2方面作用，一是封閉作用，二是從淺部攜帶甲烷細菌至煤層，并且該區位于盆地邊緣部位，為西傾的單斜構造，處于盆地構造演化晚期的抬升部位，滲透性得到改善，其具有一定深度的位置，水動力相對較弱但具有一定水力活動，可以起到封閉氣體和攜帶甲烷細菌的雙重作用，為煤層氣的優勢富集區。往盆地中心方向，煤層埋深進一步增加，滲透性降低，水動力趨于停滯，封閉效果雖然更好，但是無法攜帶甲烷細菌至煤層，氣源減少。中部中煤階地區煤層氣多為熱成因氣，主要考慮地下水對氣體的封閉作用，且該區為盆地邊緣的單斜構造，構造變形程度弱，地下水動力場較為簡單，地下水在盆地邊緣接受補給，順著巖層下傾方向流動，隨著徑流距離的增加，地層埋深增大，滲透性降低，水動力減弱，封閉性增強，利于煤層氣富集，含氣量一般隨埋深增大、水動力減弱而增加。南部中高煤階地區，在盆地演化后期構造變形強烈，斷裂、褶皺等構造較為發育，正斷層附近、背斜軸部張性裂隙發育，往往成為地下水流動通道，也可能形成越流補給，使地下水動力場分布更加復雜，由于逆斷層附近擠壓應力環境封閉性好，水動力弱，容易形成煤層氣富集區。

4 煤層氣高產模式及實例

鄂爾多斯盆地東緣煤層氣井目前生產效果表明，位于地下水弱徑流—滯留區的局部構造高部位的氣井排水降壓快，初見氣時間短，產氣效果好，產水量低，能夠維持較長時間穩定高產，以此總結出單斜上傾方向構造高部位高產模式、背斜或鼻狀構造軸部高產模式和正斷層遠端構造高部位高產模式等3種高產模式。

4.1 單斜上傾方向高部位高產模式及實例 ?后期構造改造強度弱的單斜構造，褶皺和斷層發育較少，構造變形強度弱，與水力相互作用易形成單斜—水力封堵型煤層氣藏。單斜簡單穩定的構造條件有利于煤層氣的開發。以柳林地區為例，煤層氣井產氣效果較好的主要位于埋深小于700 m的東部地區，東南部L井組位于單斜構造上傾方向的高部位，排采僅200 d左右，單井最高產氣量可達3 600 m3/d，而西部埋深較大且處于相對構造低部位，產氣效果較差，以F13井為例，排采200 d，產氣量僅有100 m3/d（圖16）。L井組連井剖面顯示，位于單斜低部位L-01井產氣量僅500 m3/d，而沿著單斜上傾方向，產氣量逐漸增加，L-04井產氣量可達近2 000 m3/d.由于L井組所處區域地下水活動較弱，且處于單斜上傾方向的高部位，產水量總體較低，一般10 m3/d以下。

4.2 背斜或鼻狀構造軸部高產模式及實例 ?鄂爾多斯盆地北部保德區塊整體為一西傾的單斜構造，區塊北部為一西傾的鼻狀構造，地下水礦化度為1 000～5 000 mg/L，自東南往西北方向逐漸增加，水動力分區由徑流區往弱徑流、滯留區過渡。目前產氣效果較好的井主要分布于北部楊家灣地區，產氣量多大于2 000 m3/d，其中BD-1井，最高日產氣6 500 m3/d，穩產2年以上，累計產氣超過184×104 m3.

保德地區連井剖面顯示，位于鼻狀構造軸部的BD-1井，產氣效果好，日產氣量可達6 000 m3/d，產水量相對較低（圖17）。而處于鼻狀構造翼部的BD-4井，產氣效果較差，產氣量僅為1 000 m3/d左右，產水量相對軸部井稍高。

4.3 正斷層遠端構造高部位高產模式及實例 ?喜山運動期拉張應力下形成的正斷層和裂隙一定程度改造了前期形成的煤層氣藏，引起的負效應是破壞了煤層氣藏的封閉性，煤層氣部分逸散，氣藏飽和度降低，溝通了煤層與其上下含水層，使煤層氣井長期排水后難以實現儲層有效壓降;另一方面，正效應為改善了煤儲層的滲透性，有利于煤層氣開發中氣水的滲流和快速產出。

韓城區塊產氣效果好（產氣量達1 500 m3/d以上）的煤層氣井主要分布于中部的低水勢、高礦化度的地下水弱徑流—滯留區，其產水量較低，而西南部水動力活躍區域及西北部正斷層附近氣井產氣量普遍偏低，甚至不產氣，而產水量高，儲層降壓難度大（圖18）。離斷層距離不同的氣井產氣產水特征差異很大，隨著與斷層距離的增加，產氣量逐漸增加，產水量逐漸減少。斷層附近的氣井幾乎井不產氣或低產氣，產水量較高，例如HC01井未產氣，HC02井產氣量也僅有700 m3/d，而其產水量卻高達20 m3/d，具有低產氣高產水的特征;而沿地層上傾方向遠離斷層的HC03，HC04以及HC05井，產氣量分別達到3 000，2 500，2 600 m3/d，產水量低至1 m3/d左右，具有高產氣低產水的特征（圖5）。由此表明，斷層對區內煤層氣開發具有不利影響，容易使煤層和其上下含水層發生水力聯系，導致煤層氣井雖長期高產水但難以實現儲層的有效降壓，煤層氣無法大量解吸和產出;而位于地層上傾方向遠離斷層的部位的煤層氣井，斷層對其影響大大降低，儲層容易實現有效降壓，且低部位煤層氣井排水降壓解吸的煤層氣往上傾方向擴散滲流，成為高部位氣井的供氣源，因此，位于地層上傾方向遠離斷層的部位的煤層氣井可以獲得持續穩定的高產。

4.4 煤層氣高產的構造和水文耦合機理

煤層氣井實現高產必須具備2個前提條件，一是是否擁有充足的氣源，二是氣體能否快速大量運移到井筒之中。前者是煤層氣井高產的物質基礎，因此煤層氣富集是高產的前提條件，研究區煤層氣高產區通常位于煤層氣富集區內，其地下水動力弱，封閉性好，含氣量高，含氣飽和度高，臨界解吸壓力高，氣體較易解吸產出，并且由于地下水動力弱，補給速度慢，經過排水較容易實現儲層降壓。另外，煤層氣高產井往往位于局部構造高部位，這是因為構造高部位往往是構造演化后期的抬升部位，應力條件相對較弱，裂隙相對發育，地層滲透性往往高于其他構造部位，有利于地下水快速排出實現儲層降壓，解吸的煤層氣也可以快速運移至井筒產出，并且局部構造高部位在煤層氣開發中可以得到低部位解吸的煤層氣往上運移補充，氣源更加充足，因此更易形成高產。

5 結 論

1）逆斷層、向斜軸部以及單斜構造下部有利于煤層氣的富集保存，而正斷層和背斜軸部容易導致煤層氣的逸散;地下水礦化度高的弱徑流區、滯留區，有利于煤層氣富集。

2）研究區煤層氣以熱成因為主，在北部低煤階地區存在次生生物氣的混入。北部準格爾、保德等低煤階地區為低煤階次生生物氣補充型富集模式，中部三交、柳林地區為盆緣斜坡帶水力封堵型富集模式，南部大寧—吉縣地區為構造—水動力復合型富集模式。

3）保德地區北部鼻狀構造軸部地下水活動弱，煤層氣井產氣效果好，柳林地區西南部地下水礦化度高，位于單斜上傾方向構造高部位煤層氣井產氣量高，韓城地區西北部正斷層對該區煤層氣產能影響顯著，據此提出了弱水動力單斜上傾方向高部位高產模式、弱水動力背斜（或鼻狀構造）軸部高產模式及弱水動力正斷層遠端構造高部位高產模式3種高產模式。

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