2024-03-30
許 浩1,2， 湯達禎1,2， 陶 樹1,2， 李 松1,2， 唐淑玲1,2， 陳世達1,2， 宗 鵬1， 董 煜1
(1. 中國地質大學(北京) 能源學院，北京 100083；2. 煤層氣開發利用國家工程研究中心 中國地質大學(北京)煤儲層物性實驗室，北京 100083)
a. 從煤層形成和演化角度，劃分3種煤層埋藏類型：深埋深藏型(最大埋深與現今埋深均大于 2 000 m)、深埋淺藏型(最大埋深大于 2 000 m、現今埋深小于 2 000 m) 及淺埋淺藏型(最大埋深與現今埋深均小于 2 000 m)。第一、三類型，煤層地質特征比較典型，空間上呈規律性連續變化；第二類較特殊，煤層可能會兼具前兩種類型的地質特征。
b. 總結深、淺部煤層地質條件的顯著差異性：從淺部向深部，煤變質程度逐漸增大，含水量逐漸降低，溫度和壓力升高，煤層中由以吸附氣為主轉變為吸附氣與游離氣共存，地應力場由水平應力主導轉化為垂向應力主導。煤儲層孔隙率和滲透率逐漸降低，深部煤儲層滲流通道主要為內生裂隙(割理)。從而導致深部煤層產出流體以氣體單相為主，很少產水，淺部煤層一般產水量大，生產階段分為單相水、氣水兩相、單相氣 3 個階段。
c. 指出深部和淺部煤層氣地質條件差異性的形成機制：即由淺到深含氣性轉化的臨界深度和地應力場的轉換深度控制機制不同，導致二者在空間中的不一致性。因此，由淺向深轉變過程中，將會在盆地內形成一個過渡區，其范圍受地質條件影響，在煤層氣勘探開發過程中，應根據實際地質情況確定其類型，制定針對性開發方案，以實現淺部和深部煤層氣的高效協同開發。
1 煤層形成與埋深演化
2 煤層溫壓特征與含氣性
3 煤層地應力與滲透性特征
4 煤的變質程度與含水性
5 煤層氣地質條件演化規律
圖 2 鄂爾多斯盆地上古生界儲層溫度、壓力隨埋深變化規律
圖 3 煤層含氣量隨埋深變化(據秦勇等[19]，2012，修改)
圖 4 煤層應力條件在垂向上的分布與轉換(據 E. M. ANDERSON [22]，1951)
圖 6 鄂爾多斯盆地上古生界深部和淺部煤層地質條件對比剖面圖
許浩，教授，博士生導師，現任中國地質大學（北京）能源學院副院長，北京市青年教學名師，全國專業標準化技術委員會煤巖分會副主任委員，美國賓州州立大學訪問學者。主要從事非常規油氣地質與開發方面的研究工作。承擔和參加國家科技重大專項、973課題、國家自然科學基金及企事業單位委托項目各40余項。發表論文200余篇，其中SCI收錄100余篇，H指數36。合作出版專著8部，主編教材3部，授權國家發明專利20余項，入選“北京市青年英才”計劃，獲省部級獎勵6項。
許浩，湯達禎，陶樹，等. 深、淺部煤層氣地質條件差異性及其形成機制[J]. 煤田地質與勘探，2024，52(2)：33?39.
doi: 10.12363/issn.1001-1986.23.10.0693
責任編輯：宮在芹
