论深部煤层气基本地质问题

谷丽男(中联煤层气有限责任公司晋城分公司， 山西 晋城 048000)

论深部煤层气基本地质问题

谷丽男(中联煤层气有限责任公司晋城分公司， 山西 晋城 048000)

近年来，随着人们对能源需求量的不断上升，能源产业的发展也蒸蒸日上。在此背景下，我国正不断加强对深部煤层气的勘探开发工作，现已取得了一定的成果、积累了一定的经验。但是，从总体上而言，深部煤层气的开发仍然是一项难题，尤其是一些基本地质问题仍有待解决。深部煤层气储层具有较高的地应力和地层温度，因此导致可压缩性高、渗透性低以及弹性低。所谓“深部”，既是指的深度，也是指的一种状态。未来，对于深部煤层气的开发，重点就在于解决诸多地质问题。本文主要浅析了深部煤层气基本地质问题。

深部煤层气；基本地质问题

煤层气是指的赋存于煤层当中的自生自储的天然气，煤层气储层与普通的天然气储层相比，其不但是天然气的储集层和气源岩，同时也是天然气的产出层。我国的煤层气资源十分丰富，而其中有很大一部分属于深部煤层气。据相关调查显示，我国埋度在1500～3000m的深部煤层气是埋度在1500m以下的浅部煤层气的地质资源量的2倍。目前，我国正在重点研究深部煤层气的地质条件与开采技术，并已取得了一定的成果，但与此同时，也揭示出诸多基本地质问题亟需解决。笔者结合实际浅析了深部煤层气基本地质问题，仅作抛砖引玉之用。

1 深部煤层气储层地质条件的特殊性

对于深部煤层气而言，其临界深度是一种特殊的状态，其具体可表征为地应力状态，也可表征为地层温度状态，还可表征为煤层气储层状态的函数。其中地应力状态和地层温度状态属于外在地质影响因素，煤层气储层状态的函数则属于内在地质影响因素。根据分析发现，深部煤层气储层主要有三项特殊性：一者是由煤岩力学性质变化所引起的渗透率突变；二者是由地层温度增高所引起的煤层含气量“临界深度”；三者是由较高地层温度和地层压力所引起的煤层气储层与含煤层气系统非均质性变弱。

2 近期需解决的深部煤层气基本地质问题

(1)深部煤层气资源潜力深化评价问题 对于深部煤层气资源潜力的评价，应当是一项重要问题。其评价目的其一是为了对深部煤层气的资源潜力取得再此认识，即对于深部地质条件的较高地层压力及地层温度等基本特点，分析煤层气储层的应力、含气性、含水性等受埋深度影响的变化，挖掘深部煤层气的特殊地质条件特性；其二是为了对深部煤层气的解吸特性进行客观认识，包括解吸过程、渗透性的耦合控制过程、渗流特点以及其他因素等；其三是为了发展与深部煤层气储层特性相适应的高分辨探测技术方法，并建立深部煤层特性预测模型；其四是为了对典型的盆地深部煤层气的勘探开发潜力进行评价，预测近期可开发的战略区块。

(2)深部煤层气储层可改造性问题 首先需要关注深部煤层气储层地质条件的特殊性，根据其特殊的质条件来研究地质影响因素、煤岩力学性质、地质改造中的动态变化规律等，并建立力学性质动态描述模型；其次要关注深部煤层气储层的工程力学性质，对现有的物理探测方法对深部煤体结构探测的灵敏性进行分析，并不断研究新的物理探测原理及方法，发展与之相适应的高分辨率探测技术，建立力学性质评价方法；第三要通过分析深部煤层气储层改造效果的影响因素，建立与深部地质条件相适应的煤层气储层可改造性评价方法。

(3)深部煤层气开采技术的新原理问题 为了对深部煤层气进行有效开采，需要运用到一些与之相适应的新技术。对于现行的技术，应当要进行适当的改造，并明确其原理，分析其对深部煤层气储层地质条件的适应性，尤其要对现有的压裂、卸压、置换以及电脉冲等技术原理进行分析，从而为技术上的革新提供科学的依据与参考；另外还要低深部煤层气开采技术的新原理对深部煤层气储层条件的可行性进行研究，如深部煤层气储层中的天然气、水、各种有机质以及各类矿物质之间的相互作用，深部应力场和温度场下各种方式对煤层气储层的改造效果及其地质控制机理，从而发展造缝、解堵、促解吸等技术新原理。

(4)深部煤储层三气共生及共采问题 深部煤储层三气具体指的是煤层气、页岩气以及砂岩；另外若是在赋存条件下，还会在三气的基础上包括游离气、混态气以及吸附气等。通过深部煤储层三气共采，可以有效提高深部煤层气开发力度和单井产量，促进非常规天然气产业的发展。所以，深部煤储层三气共采一直都深受业内的关注和重视。在这方面，主要需要解决的基本地质问题有三点：第一，要对深部煤储层三气的共生特性进行充分理解，包括三气叠层成藏的共生规律、开采可控地质条件、多层含气系统的流体压力等；第二，发展针对深部煤储层三气共生特点的共探方法，从而有效识别三气叠置含气系统、产气来源以及产气贡献等；第三，对与深部煤储层三气相适应的共采工艺技术的相应地质条件进行分析，研究共采优化技术与地质诊断方法，实现共采地质技术，以为深部煤层气的勘探开发提供有力的支持。

3 结语

综上所述，深部煤层气储层地质条件具有一定的特殊性，近期需解决的基本地质问题主要是深部煤层气资源潜力深化评价问题、深部煤层气储层可改造性问题、深部煤层气开采技术的新原理问题以及深部煤储层三气共生及共采问题。

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谷丽男(1988-),女，河北石家庄人，助理工程师，本科，从事煤层气勘探与开发工作。