中国煤层气地质研究进展与述评

基于对国内近年来有代表性的学术论著的研究分析，从煤层气生成演化与运移效应、煤储层特性及其预测理论、煤层气成藏动力学条件及数值模拟、煤层气成藏类型及区域聚集规律等方面，评述了我国煤层气基础地质近年来研究进展，并指出煤层气超临界吸附效应、煤层气能量平衡系统与聚散机制、煤层气有效资源评价理论与方法、煤储层渗透率构造-采动控制效应、含煤层气系统有效失衡叠加场效应等是我国煤层气地质近期研究的发展趋势。  

煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义

根据沁水煤层气甲烷碳同位素的组成与分布特征，从煤层甲烷碳同位素在煤层气解吸－扩散－运移中的分馏效应，结合水地质条件和构造条件，讨论了煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义，认为沁水煤层气δ＾１３Ｃ１值不仅总体上较高，而且随埋深增大而增高，说明沁水煤层气存在因煤层升而卸压所导致的煤层气解吸－扩散－运移效应，从而形成了该区甲烷碳同位素在平面上的分带现象。  

华北煤变质作用对煤含气量和渗透率的影响

通过华北和美国煤层气地质条件一对比，基于华北煤变质特点，指出了区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量和渗透率，并对其作用机理进行了初步探讨。在中国，经受燕山期岩浆侵入影响之瓣的煤级较低，因此在快速增温的高温作用下，煤层气再次发生即“叠加生烃”或“叠加成气”的潜力大，孔、裂隙系统发育更趋完善，区域岩浆热变质的生气时间晚而利于煤层气保存。叠加有区域岩浆热变质形成的煤级分带，包括高煤级煤和中煤级煤在内都将明  

沁水盆地南部煤层气藏水文地质特征

水文地质条件对煤层气的高产富集起到重要的作用。沁水盆地南部有多个水文地质子单元，存在地下分水岭，造成煤层气井气水产能动态复杂化。研究区东部边界晋获断裂褶皱带的北段有明显的横向阻水作用，南段地下水径流条件极差，不导水。南部边界的中段具有阻水性质，对晋城一带煤层气的保存与富集起到了重要作用。西部边界以安泽为界，北段阻水，南段由导水断层组成。本区内部存在着4条重要的水文地质边界。其中寺头断裂是一条封闭性的断裂，导水、导气能力极差。在沁水盆地的大宁－潘庄－樊庄地区，地下水以静水压力形式将煤层气封闭起来。在寺头断裂西侧的郑庄及其附近地区，地下水径流强度可能较弱，较有利于煤层气保存。大宁－潘庄－樊庄一带为等势面“洼地”滞流型，煤层气富集条件好。  

沁水盆地中—南部水文地质控气特征

通过对研究区内水动力场的三维展布和煤层气含量的耦合分析，划分了煤层气不力封闭类型，探讨了水文地质控气的总体特征。  

煤层气甲烷碳同位素的分布特征与控制因素

研究表明 ,在相同热演化程度条件下 ,除少量样品外 ,煤层气δ13 C1值一般较煤型气偏轻。影响煤层气甲烷碳同位素变轻的因素相当复杂。母质类型、成熟度、解吸扩散及运移效应、次生生物气的混入以及CO2 和CH4之间的同位素交换反应等都是影响煤层气甲烷碳同位素组成与分布的重要因素。  

我国煤层气储层研究现状及发展趋势

通过对煤层气储层描述及储层评价，煤储层分布，预测及选区评价，煤储层研究方法及实验技术等方面的系统评述后认为，我国目前已基本掌握了煤储层地质特征研究和地质评价选区技术，煤层气储层工程技术和储层模拟软件系统，并在煤层气储层研究方面有所突破，但我国煤储层的构造复杂，煤层多强烈变形，煤层结构常呈碎粒状及糜棱状等，煤储层多为贫煤和无烟煤，呈“三低一高”（煤层压力较低，煤层渗透率低，在水压裂等强化措施下形成的常规破裂裂缝所占比较低；煤层普遍具有较高的吸附力）的物性特征，且变质程度偏高，高煤级煤（贫煤一无烟煤）占49％，独具“中国特色”，进而讨论了当前我国煤层气储层研究急待解决的8个方面的科技问题和难点，指出了在21世纪初中我国煤层气储层研究的7个发展趋势。  

沁水盆地南部煤层气成藏动力学机制研究

应用油气成藏动力学方法,研究沁水盆地南部煤层气成藏动力学机制。通过热力场、应力场、地下水动力场的分析,认为本区具有良好的生烃条件和储集条件,晋城矿区南部,地下水流场为一种汇流区,这种地下水流场特征,导致煤层气在汇流区域得到富集,形成地下水和煤储层中流体的能量的积聚,这种能量的聚集是形成高压储层的基础和保证。同时,南部还是低地应力分布区,渗透率相对地高,因此南部煤层气富集,煤层气产能大,是煤层气勘探开发最有利地区。晋城矿区北部为单向流动的地下水动力场,使得在相同地质背景下的同一地区出现不同的煤层气成藏特征。  

煤层气富集高产的主控因素

对煤岩的生储气能力、煤储层渗透率、煤层气保存条件等影响煤层气高产富集的主控因素进行了分析。煤岩组分和煤变质程度是影响煤层生储气能力的主控因素。煤层的储气能力与温度、压力、灰分及水分含量等亦有关。煤层的渗透率取决于煤层本身的裂隙系统，而裂隙的发育程度又与煤变质程度及构造活动的强弱相关。煤层气的保存则取决于顶底扳的封盖能力、构造活动、水动力环境等条件。煤层气成藏条件是煤层气基础地质研究中的核心问题，应加强研究。  

国外煤层气成因与储层物性研究进展与分析

从煤层气生成机制及其地质控制、煤储层孔隙结构与吸附/解吸行为、煤储层裂隙系统及其对渗透率的影响三个方面,有重点地总结了国外有关煤层气成因和煤储层物性研究的新进展。笔者认为:国外在煤层气次生生物成因、煤层气生成矿物金属元素催化作用、煤层气固溶态赋存形式、含气量测定不确定性、煤层气近临界和超临界吸附、吸附能及其非均质性、裂隙矿物成因及其对成藏过程的指示作用、煤储层渗透率随煤层气解吸的变化规律及其控制因素等方面的研究,极大地深化了对煤层气成因和煤储层物性的理解与认识;煤岩学、煤地球化学、岩石力学等的结合是国际上煤层气地质研究手段的重要发展趋势,而煤层气成因与特殊赋存形式、含气量精确测定与评价、超临界吸附与吸附能分布、解吸过程中煤储层渗透率变化特征及其地质控制等的研究,显示出国外煤层气成因和煤储层物性研究的重要前缘方向。