煤层气地质学--方勇解析.pptVIP

PPT内容节选自中国矿业大学傅雪海教授、秦勇教授、韦重韬教授编著的《煤层气地质学》。 《煤层气地质学》系统地介绍了煤层气的组成、性质和利用，煤层的孔裂隙结构、吸附／解吸特征、扩散、渗流特征、力学性质、地球物理测井特征及煤层气资源评价与数值模拟方法；阐述了煤层含气性、渗透性的地质控制因素及其预测方法。并对煤层气勘探开发技术也作了简单介绍。书后还附有煤层气含量测试方法及煤层气资源／储量规范。 网上书城及大型书店皆能购买本书，请支持正版！ 能力所限，错误难免，欢迎拍砖 * * * 一般而言，我们说的煤都是指腐植煤，本文亦是如此。 * * * * * * * * * 煤层气地质学 一、煤层气的定义及开发意义二、煤储层及煤层气的物质组成三、煤储层压力 四、影响煤储层含气性的地质因素 五、煤储层的力学性质 六、煤储层的地球物理特征 煤层气地质学 煤型气是指煤系中煤和分散有机质，在成岩和煤化作用过程中形成的天然气，以游离状态、吸附状态和溶解状态赋存于煤层和其它岩层内，其成分大多以甲烷为主，也可能以氮气、二氧化碳或重烃等为主。 一、煤层气的定义及开发意义 煤层气是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。 煤成气就是赋存在围岩中的煤型气。 煤成气、煤层气都是煤型气。 瓦斯是赋存在煤层中的煤层气与采动影响带中的煤成（层）气、采空区的煤型气及采掘活动过程中新生成的各种气体的总称。 何谓煤成气？ 何谓瓦斯？ 一、煤层气的定义及开发意义 开发利用煤层气的意义： 1）煤层气是一种新型洁净能源，其开发利用可一定程度上弥补常规油气能源的不足。 2）减轻矿井灾害程度和降低矿井生产成本。 3）减少温室气体排放，保护大气环境。 一、煤层气的定义及开发意义 甲烷是大气中主要的温室气体之一，对红外线的吸收能力极强，其温室效应是二氧化碳的20 多倍。仅煤矿开采过程中，甲烷的排放量就占所有化石燃料排放量的一半。因此，煤层气的开发利用可有效地降低温室效应。 2.1 煤层气的形成 植物体埋藏后，经过微生物的生物化学作用转化为泥炭（泥炭化作用阶段），泥炭又经历以物理化学作用为主的地质作用，向褐煤、烟煤和无烟煤转化（煤化作用阶段），在煤化作用过程中，成煤物质发生了复杂的物理化学变化，挥发份含量和含水量减少，发热量和固定碳含量增加，同时也生成了以甲烷为主的气体。 煤化作用要经历两个过程，即生物成因过程和热成因过程。 二、煤储层及煤层气的物质组成 煤层气的化学组分有烃类气体（甲烷及其同系物）、非烃类气体（二氧化碳、氮气、氢气、一氧化碳、硫化氢以及稀有气体氦、氩等）。其中，甲烷、二氧化碳、氮气是煤层气的主要成分，尤以甲烷含量最高，二氧化碳和氮气含量较低，一氧化碳和稀有气体含量甚微。 2.2 煤层气的化学组成 二、煤储层及煤层气的物质组成 表1 煤层气成分的物理性质 煤是由植物演化而来的，由高等植物变成的煤称为腐植煤类，由低等植物或少量低等动物形成的煤称为腐泥煤，由高等植物和低等植物混合堆积形成的煤称为腐植腐泥煤。 自然界中，腐植煤类占绝大多数，也是工业开采的主要对象，腐植腐泥煤、腐泥煤类数量相对较少。 二、煤储层及煤层气的物质组成 2.3煤的物质来源 煤储层系由煤基质块（被裂隙切割的最小基质单元）、气、水（油）三相物质组成的三维地质体。 煤 储 层 煤基 质块 煤岩 和矿物质 游离气（气态） 吸附气（准液态） 吸收气（固溶体） 水溶态（溶解气） 裂隙、大孔隙中的自由水， 显微裂隙、微孔隙和芳香层缺陷内的束缚水 与煤中矿物质结合的化学水 气 水(油) 二、煤储层及煤层气的物质组成 2.4煤储层的物质组成 显微镜下煤岩成分通常划分为镜质组、惰质组、壳质组三大有机显微组分组。 1、镜质组 镜质组是煤中最常见的显微组分，包括结构镜质体、无结构镜质体和镜屑体三种显微组分，其含量约占0~80%以上。镜质组是由植物的根、茎、叶在覆水的还原条件下，经过凝胶化作用而形成。 2、壳质组 壳质组分由于化学性质比较稳定，不易被细菌等微生物破坏、分解，故又称稳定组。壳质组分含大量脂肪族成分，故有人称为类脂组。壳质组包括孢子体、角质体、木栓体、树脂体、藻类体、荧光体、沥青质体，渗出沥青体和壳屑体等显微组分。 3、惰质组 惰质组在结焦过程中不软化，呈惰性。惰质组可分出丝质体、半丝质体、粗粒体、微粒体、菌类体和惰屑体等显微组分。 2.5煤岩显微组分 二、煤储层及煤层气的物质组成 是用肉眼可以区分出的煤的基本组成单位，包括镜