1.煤層分布廣、厚度大是煤層氣富集的基本條件。
煤層氣資源的豐度與煤系地層的分布、厚度和含氣量呈正相關。這些參數越大,煤層氣越豐富。聚煤盆地(區)的煤層氣富集度是評價其勘探價值的重要指標。壹般認為煤層連續分布面積大於200km2,集中區段煤層總厚度大於10m,主要煤層在平面上連續穩定分布,瓦斯含量大於65438+100m3/t,甲烷含量大於80%,有利於工業煤層氣勘探。
2.煤巖的高鏡質組含量和低灰分含量有利於煤層氣的生成、吸附和開采。
煤的顯微組分含量和灰分含量不僅影響煤的生烴潛力,而且影響煤層對甲烷的吸附能力和煤層氣的開采能力。煤的鏡質組含量越高,灰分越低,產氣能力越強,甲烷吸附能力越高,煤層裂隙越發育,滲透性越好,煤層氣越容易開采。
3.良好的蓋層是煤層氣藏得以保存的必要條件。
良好的封閉層可以減少煤層氣向外滲流運移和擴散損失,維持較高的地層壓力,維持最大吸附量,削弱地層水造成的煤層氣損失。在不同沈積環境中形成的不同類型的覆蓋層具有不同的覆蓋能力。泥巖是壹種良好的封閉巖石,微孔發育,封閉能力強,性能穩定。致密砂巖和灰巖的封閉性能強弱,取決於後期成巖作用的影響。如果是生氣高峰前的致密巖性,對煤層氣的封閉是有效的。此外,由於地區不同,地質作用的影響不同,同類型蓋層的封閉性能也不同。因此,應根據特定地區的地質條件,區別對待,具體分析,評價其對煤層氣保存和富集的影響。
4.巖漿熱變質作用有利於煤層氣富集。
中國沁水盆地南部、阜新盆地和鐵法盆地煤層氣高產井主要分布在區域巖漿熱變質區。原因是在巖漿活動等熱事件的作用下,煤層產氣量和強度增加,生烴史和構造史的良好配置,使得這些地區含氣性普遍較好,含氣飽和度普遍較高。而且由於巖漿的熱烘烤,煤中的有機質揮發,留下許多密集的圓形或管狀孔隙群,提高了儲層的孔隙度;巖漿侵入的動力壓縮和冷卻收縮,造成外源性裂縫和內源性裂縫(解理)的疊加,增強了煤層的滲透性,因此煤層氣井往往高產。但如果天然焦是在火山侵入體與煤層接觸帶附近烘烤形成的,則不利於煤層氣勘探。
5.地下水滯留區有利於中高煤階煤層氣的保存。
地下水的動態也是影響煤層氣高產富集的因素之壹。弱徑流滯留區地層水礦化度高,水動力弱,有利於煤層氣的保存和富集。統計結果表明,中高煤階煤層的含氣量壹般隨著地層水礦化度的增加而增加(圖8-2),因此中高煤階煤層的高礦化度有利於煤層氣的保存。
圖8-2沁水盆地南部煤層氣含氣量與礦化度的關系
6.適宜的水文地質條件有利於低煤階地區生物氣的生成。
低煤階煤層熱成因氣較少,但如果有充足的大氣淡水供應,低鹽度、低硫酸鹽、低溫、缺氧,適宜的水動力條件有利於產甲烷菌的大規模生長,具備大量生物氣生成的地質條件,且保存條件良好,則容易形成生物成因煤層氣藏。
7.低地應力區煤層滲透性好,有利於煤層氣開采。
地應力是控制煤層滲透率的最重要因素,煤層滲透率與地應力壹般呈負相關關系(圖8-3)。地應力場中的低應力分布區往往是裂縫高密度分布區,煤割理系統的發育程度決定了煤層的滲透性,從而影響煤層氣井的生產、井網設計和勘探後期強化處理方案的實施。煤層裂隙的發育和高滲透性有利於疏通大面積吸附在煤顆粒基質表面的氣態吸附烴的解吸。
圖8-3大寧-薊縣地區煤儲層滲透率與地應力的關系
8.盆地邊緣或構造高部位的斜坡帶有利於煤層氣的高產。
邊緣斜坡帶和構造高部位往往是低勢區,是油氣運移方向區。邊緣斜坡帶早期煤層埋藏深,生氣條件好,後期煤層擡升大,形成低勢區,成為油氣運移方向區。有了區域分布穩定的直接蓋層,就容易形成高含氣量、高飽和度的煤層氣藏。
邊緣斜坡帶和構造高部位發育,煤層滲透性好。邊緣斜坡帶位於盆地晚期,構造幅度大,煤層埋藏較淺,地應力面積相對較低,張性裂縫發育,煤層滲透性好,有利於煤層氣井高產。
在整體降壓條件下,邊緣斜坡帶和構造高部位的煤層氣井具有進口產氣的特征。在整體降壓的情況下,容易以高部位的區域降壓為主,構造高部位的煤層氣井壹般具有產水量低、產氣量大的特點。