[工学]5 煤层气藏成藏机理.ppt

第五章 煤层气藏成藏机理 第一节 煤层气藏分类 一、 煤层气藏的定义： 根据煤层气藏的具体特征，给予煤层气藏如下定义：“含有一定量煤层气、具有相对独立流体流动系统的煤体（或地质体）称为煤层气藏，即煤层气藏是煤层气聚集的最小单元，具有统一的压力系统。” 注：1）煤层气是开发利用的对象，因此煤层气藏必须含一定量的煤层气；（2）煤层气的赋存受压力的控制，而压力与流体的补给、运移、滞流、排泄密切相关，一个煤层气藏必须处于同一流体单元，是煤层气聚集的最小单元；（3）所谓的“地质体”，不仅仅是煤层，还包括煤层的部分顶板和底板。 二、 煤层气藏边界类型及作用机理 将煤层气藏的边界系统的区分为6类： 经济边界 水动力边界 风氧化带边界 物性边界 断层边界 岩性边界 经济边界 经济边界仅适用于工业性煤层气藏，以该煤层气藏具备商业开发价值的最低含气量表达，取决于煤层气的含量、资源丰度、储层物性、地下水动力条件、开发技术条件、经济政策等。 包括浅部的经济边界和深部的经济边界 在现有的开发技术条件下能够实现商业性开发的煤层气藏称为工业性煤层气藏；反之，称为非工业性煤层气藏。 水动力边界 水动力边界存在两类：地下水分水岭以及水动力封堵。 地下水分水岭的存在使其两侧的煤层气藏处于不同的流 体单元。 水动力边界 风氧化带边界 风氧化带边界 水动力封堵、风氧化带与经济边界的共同作用分3种情况：（1）水动力封堵的底界在风氧化带之下，这时煤层气藏的边界以水动力封堵为界；（2）水动力封堵的底界在风氧化带之上，这时煤层气藏的边界风氧化带底界为界。就沁南煤层气藏而言，风氧化带的底界一般在水动力封堵边界之下，应以风氧化带底界作为煤层气藏的边界，即埋深180 m。（3）当经济边界在风氧化带之下时，煤层气藏的边界以经济边界为准，沁南煤层气藏个别地区存在此类情形。 物性边界 断层在其两侧形成煤体破坏带。如果破坏为糜棱煤就可起到物性封闭的作用。在阜新盆地王营煤层气藏的F8断层就存在着这种糜棱煤带 断层边界 断层两侧岩性配置：断层活动引起断层两盘的相对滑动，断层两侧对置的岩石之间存在着排驱压力的差异，具有较高排驱压力的岩性对另一侧起到封闭作用 颗粒碎裂作用：指在断层长期活动或地应力强度较大的地区，断层带的脆性岩层中发生颗粒挤压和破碎作用，较粗的断层角砾岩和碎粒岩细化成断层泥，使孔内孔渗性变差，排驱压力增大，对两侧储层起封闭作用 成岩胶结作用：断层破碎带的产生不仅有利于流体的流动，也有利于胶结物的生成。地下水流体在断层中流动，发生复杂的物理化学作用，造成断层中的物质的成岩胶结作用，从而使断层的孔隙度，渗透率大大降低，最终形成封闭 泥岩涂抹作用：断层活动过程中，由于拖曳、挤压、研磨和塑性流动等作用，沿断裂分布的极细粒的非渗透性泥状物，敷着在断层面上，使断裂带具有高的排驱压力，增强了断层的封闭性 断层边界 岩性边界 岩性边界是指位于煤层尖灭带的边界，这类边界也可以分为两种情形：一是位于煤层歼灭带的岩性具有较大的渗透率，排驱压力低，煤层气将难以在煤层内聚集，易逸散，不利于煤层气的保存；二是位于煤层歼灭带的岩性具有较低的渗透率，此时该岩性边界具有较高的排驱压力，有利于煤层气的保存。 三、 煤层气藏的分类 根据地下水动力条件和边界的分类 1、水动力封闭型煤层气藏 煤层气藏的分类 第二节、煤层气成藏机理 假设吸附势与温度无关，即吸附势按吸附空间的分布曲线在所有温度下都是一样的。这就预示着分子间的引力为色散力，因为只有色散力才与温度无关。只要测定一个温度下的吸附曲线，求出吸附势按吸附空间（吸附量）分布的特性曲线，就可计算任何温度下的吸附曲线，这正是吸附势理论的独特之处，是其它吸附理论所不具备的。吸附势理论只是一种表征吸附机理的理论，并没有吸附等温线的具体表达方程。其核心是建立吸附特性曲线，即取得吸附势和吸附空间数据是其前提。 以沁水盆地东南部地区(高煤阶)、鄂尔多斯盆地东缘柳林地区（中煤阶）、阜新盆地王营—刘家地区、粉河盆地（Power River Basin）（未成熟低煤阶）为主对煤层气成藏机理进行解剖 。 1、 沁水盆地东南部煤层气藏成藏机理 1） 煤层气藏的划分 埋藏深度 沉积背景 沉积背景 3） 煤层气成藏过程 （1）沁南盆地演化及煤层气藏的发育史 （4）沁南煤层气藏含气量变化史 D、新近纪至今的抬升使得理论含气量显著下降，基本上恢复到生气结束时的值。也就是说，燕山期热事件发生期间生成并保存在煤中的烃类，如果没有散失，现今的煤层气饱和度应在90～100％。 E、抬升过程中或抬升后，煤层气的运移、散失、再聚集决定了现今含气量的空间展布格局。煤层气藏的调整、改造和