我国煤层气地质特征与研究方向思考

＊韩忠勤

（贵州省油气勘查开发工程研究院 贵州 550000）

煤层气是一种非常规天然气，其主要组成成分为甲烷，它与煤炭共生，通常吸附态赋存于煤层。煤层气作为一种清洁能源，其在我国能源结构中占据重要地位。煤层气的研究和产业发展有利于我国能源安全的保障和能源结构的优化，与此同时，对我国现代能源体系建设具有重要作用，对我国生态文明的建设具有重要意义。

1.我国煤层气概况

(1)资源总量

我国对煤层气资源进行评价已有十多轮，在2006年的资源评价中，我国的煤层气总量接近37万亿立方米，可采资源的总量接近11万亿立方米。到了2015年对煤层气资源进行的动态评价则表明煤层气总量接近30万亿立方米，可采资源的总量约为12.5万亿立方米。新一轮的评价表明我国的煤层气资源略有减少，但总资源量还是比较丰富，在全世界排在第三位。

(2)资源分布

对于我国的煤层气资源，其分布可以划分为五大赋气区，按照资源量从少到多分别是青藏、东北、南方、西北和华北（图1）。青藏赋气区仅占全国总量的万分之一左右，东北赋气区占全国的9.67%，南方赋气区占全国的18.18%，西北赋气区则大约占全国的四分之一，占比最大的华北赋气区，其资源最为丰富，大约14万亿立方米，约占全国的46.27%。分析主要含煤盆地，其中最大煤层气资源的鄂尔多斯盆地，其总量约为7.2万亿立方米，约为全国总资源的四分之一；其次为沁水盆地，约占全国总量的13%。其中还有如天山盆地、海拉尔盆地、吐哈盆地等7个盆地的煤层气资源都超过了1万亿立方米的量。

图1 五大赋气区的煤层气资源比重

我国煤层气其分布上还是主要为上古生界和中生届，在新生界新近系与古近系中的分布都不多。其中上古生界的煤层气总量约占全国总量的49.91%，而中生界的煤层气总量约占全国总量的49.98%。对五大赋气区的煤层气资源分布分析发现，青藏赋气区几乎都在上古生界，而东北赋气区则主要集中在中生界，约占该区域的97%，只有很少一部分分布于新生界和上古生界。南方赋气区的煤层气主要在上古生界，少部分在中生界，新生界也只有很少一部分。西北赋气区与东北赋气区类似，主要也集中在中生界；而华北赋气区则分布于中生界和上古生界。

对于我国煤层气资源的纵向分布分析，其分布也较为均匀。按照深度可划分为三个深度，风化带-1000m煤层气资源量占比为37.2%；1000-1500m煤层气资源量占比为31.3%、1500-2000m煤层气资源量占比为31.5%。现如今对煤层气的勘查与开发重点在前两个深度，所开展的工作量也比较少，1500m以上深度的开发因为技术和经济等因素而难以开发利用。目前我国的浅煤层气的资源量在三种煤阶煤层中整体分布还是比较均匀的，在东北与西北地区主要分布着低阶煤，而在华北和南方地区则以中高阶煤为主。

2.我国煤层气资源的地质特征

(1)资源丰富

作为煤炭资源大国，我国的煤层气是煤炭共生资源，故其储量也极其丰富。其煤层气总量整体占比接近全球的14%，处在全球第三位。煤储层含气量在我国普遍都是比较高的，尤其是在高阶煤分布区，像华北的某些地区，其煤储层含气量每吨可以高达20立方米以上。这种煤储层含气量高也就意味着我国煤层气资源比较丰富，我国的煤层气地质资源量多次评价大约为30万亿立方米，其存储量巨大。

(2)气藏类型多样

在我国，煤质和煤阶的种类比较多，且煤层所储存的深度跨度比较大，煤成型的条件也比较多样化，煤成型的时代也多期，煤变质作用也具有叠加性，加之其构造变动多幕性，使得煤层气形成气藏作用比较复杂而且所形成的的气藏类型也比较多样。像沁水盆地，其地层相对而言就比较稳定，其煤岩变质的可能性更高，它归属于中高煤级，其煤层所含气量就会比较高，然而其饱和度却相对较低。前陆盆地，典型的就是准葛尔盆地，其煤层分布上较差的连续性，厚度有较大的变化，其具有较低的煤储层渗透率。而断陷盆地，如二连盆地，其规模很小而且构造较为复杂，煤层整体分布并不稳定，其煤相变化较迅速且层数多，煤岩的变质程度也比较低，含气量存在较大的差异。

(3)可采量比重低

由于前文所述的储层特征及非均质的影响，我国的煤层气可采量比重还很低。其煤层气储层的特点主要表现在：一方面其煤炭形成原因比较复杂，形成时间很早，使得煤层气长时间散失，且吸附饱和度也比较低；另一方面含煤的盆地历经过几番改造，使得其中的部分煤结构破碎；还有一点，煤岩强烈的压实作用，储层的物性较差，且致密低渗。以上种种原因致使我国的煤层气的储层渗透率、储层压力和含气饱和度都比较低，同时构造煤较多的特征，这些特征是我国煤层气可采率较低的重要原因。

根据估算，在我国的低阶煤、构造煤、低孔渗透以及深部等难采的煤层气量占我国的煤层气总量的四分之三以上。在我国，煤层气储层非均质性比较明显，在同一井田里控气条件、含气性及储层物性的差异比较大。其原因一方面归结于煤形成环境使得煤层的煤质特征、厚度等差别很大；另一个方面则是构造运动致使煤层气藏的煤体结构、控制因素等存在差异。这种非均质性使得煤层气在开发的时候产气量差异很明显，不能整体降压、也无法实现有效降压漏斗作用，从而影响其开采。

3.我国煤层气地质研究研究方向

(1)建立科学的评价技术体系

我国的煤层气资源的特征及储层特性如前文所述，这使得同一区域的煤层气在一定尺度范围内都具有很明显的差异。现如今的很多理论体系我们都是引进的西方国家的，在我国实际应用中也只有部分地区取得成效，对于我国较为复杂且极其特殊的地质条件下进行煤层气开采，特别是在低煤阶和深部的煤层气上的开采，还无法给予指导。为了解决这一困境，我国研究工作者们可以建立科学的综合评价技术体系，主要是对一些我国特色分布、不同的埋深及煤阶、水文地质等典型煤层气地质，进行科学的综合评价。

(2)完善勘查地质体系

目前我国的勘查理论主要是“探煤为主、同步探气、协同勘查、综合评价”，该体系建立的是一种含煤盆地多能源叠合成藏模式。煤系气和煤来源相同且是共生的，所以这就导致了它们在勘查和开发的过程中必然是密不可分的，过去我国对煤层气进行了大量的研究，但是却很少研究致密砂岩石等。

现如今单独开发某种资源的模式违背了地质规律，这必然会遗漏甚至破坏其他资源，所以科学的方式是将煤系气与煤一起进行勘查并开采，对煤系气和煤的共同勘查理论进行完善，从而对理论进行创新，使得工作效率提高，从而实现较低的投入取得较好的勘查效果。

4.结束语

综上所述，我国现如今的煤层气资源相对而言比较丰富，但是其存在赋存条件比较复杂，而且气藏的类型也比较多样，同时可采比重也比较低。这主要归结于我国煤层气资源自身的特征以及煤层气储层的特性，加之其储层也具有明显的非均一性，从而导致了其赋存条件比较的复杂且可采资源的比重比较低。

对于我国煤层气地质研究工作的开展可以从以下两点出发：一方面可以建立较为科学的评价技术体系，使得该理论适用于我国成藏条件不一、构造格架不同、富集特征差异明显的特色地质特征；另一方面对煤系气和煤协调勘查地质体系进行完善，使得其工作更为高效，也能减少对资源的浪费，降低投入成本。