王浩(中石油煤層氣有限責(zé)任公司韓城分公司，陜西 韓城 715400)

水文地質(zhì)條件對(duì)煤層氣賦存的控制作用分析

王浩(中石油煤層氣有限責(zé)任公司韓城分公司，陜西 韓城 715400)

煤層氣也就是我們經(jīng)常提到的“瓦斯”，它是一種非常規(guī)的天然氣，經(jīng)過千萬年的演化逐漸形成并保存于地層之中。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需要也越來越大，煤層氣作為一種重要的能源，它的控制，開采和利用正在受到社會(huì)各界的關(guān)注。水文地質(zhì)條件是影響煤層氣儲(chǔ)存，開采的重要因素之一，能夠?qū)γ簩託赓x存的控制起到非常關(guān)鍵的作用。因而越來越多的學(xué)者專家投身于相關(guān)課題的研究。本文以此為基礎(chǔ)，分析水文地質(zhì)條件對(duì)煤層氣賦存的控制作用。

水文地質(zhì)；煤層氣；賦存；控制作用

我們常常在新聞中聽到“瓦斯泄漏，瓦斯爆炸”等字眼，導(dǎo)致很多人認(rèn)為煤層氣是非常危險(xiǎn)的，有害無益的。這是一種誤解，煤層氣是一種清潔能源，能量大，燃燒效率高。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，理應(yīng)作為一種重點(diǎn)能源進(jìn)行開發(fā)和利用。但是，煤層氣的形成和儲(chǔ)存受到多方面地質(zhì)因素的影響，例如地質(zhì)構(gòu)造，煤層條件，性質(zhì)，壓力，水文條件等，因而煤層氣的控制也就變得十分困難和復(fù)雜。本文主要針對(duì)水文地質(zhì)條件這一影響因素進(jìn)行分析，探究其對(duì)煤層氣賦存的控制作用。

1 水動(dòng)力特質(zhì)對(duì)煤層氣賦存的控制作用

煤層氣存在于煤的縫隙之中，狀態(tài)是吸附式的，而地下水水系統(tǒng)可以控制煤層氣的吸附狀態(tài)，這就意味著它可以影響煤層氣的儲(chǔ)存或者逸散。越是高壓的地區(qū)越容易造成煤層氣的賦存，反之，煤層氣逸散的可能性較大。基本上，水力特質(zhì)的相關(guān)控制作用有三大特點(diǎn)。

1.1 水力的轉(zhuǎn)移和逸散作用

對(duì)于一些導(dǎo)水性比較強(qiáng)的地質(zhì)區(qū)域，水力的轉(zhuǎn)移和逸散作用比較明顯。地下水在斷層構(gòu)造發(fā)育地區(qū)不斷地運(yùn)動(dòng)過程中，將吸附在煤的縫隙中的煤層氣轉(zhuǎn)移，進(jìn)而逸散開來，導(dǎo)致區(qū)域性的煤層氣缺乏。

1.2 水力封閉控氣作用

水力封閉控氣作用能夠控制煤層氣的賦存，一般情況下，在斷裂發(fā)育較弱的斜向地帶容易出現(xiàn)這種作用，前提是，這種斷裂帶不具有導(dǎo)水性，甚至斷層形成了一定的隔水層，抑制了導(dǎo)水作用。在水文地質(zhì)條件比較簡單的前提下，煤層充為含水層，因而水力條件比較弱。地下水的流速流量交小，受到重力的影響又或是以靜水壓力形式流動(dòng)。水力封閉的控氣作用大多發(fā)生在較深的區(qū)域，煤層氣因?yàn)榈叵滤膲毫鬟f吸附在煤縫隙之中，受到壓力作用，煤層氣區(qū)域集中，不易產(chǎn)生逸散和轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。

1.3 水力封堵控氣

對(duì)于不對(duì)稱向斜和單斜的地質(zhì)條件，水力封堵控氣作用較為常見，十分有利于煤層氣的賦存。由于地層之間的壓力差的存在，使得煤層氣由高壓區(qū)域轉(zhuǎn)移到相對(duì)低壓的區(qū)域，或是從深部滲流到淺部。由于壓力的減少，吸附在煤中的煤層氣逸散，并形成逸散區(qū)域。在這種情況下，當(dāng)?shù)叵滤蓽\層向深層移動(dòng)，那么煤層氣就無法向上逸散，便聚集在一定的區(qū)域內(nèi)，形成大量的煤層氣富集區(qū)，這就是所謂的水力封堵控氣作用。

2 地質(zhì)條件對(duì)煤層氣賦存的控制作用

2.1 地質(zhì)構(gòu)造的變化作用

千萬年來，地質(zhì)構(gòu)造不斷演化，在煤層之上不斷生成覆蓋層，覆蓋層不斷增厚為煤層氣的儲(chǔ)存創(chuàng)作了十分有利的條件，能夠有效對(duì)煤層的壓力起到控制作用，并且抑制煤層氣的逸散。此外還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)地質(zhì)構(gòu)造的回返抬升，根據(jù)學(xué)者專家的研究，這種現(xiàn)象對(duì)煤層氣的控制能造成較大影響，其特質(zhì)與煤層氣的儲(chǔ)存量由緊密的聯(lián)系。下面筆者將就這一點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的論證說明。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造的回返抬升

地質(zhì)構(gòu)造不可避免地要經(jīng)歷回返抬升的過程，即使是埋藏深度一樣的煤層，由于回返抬升的性質(zhì)，如時(shí)間長短，早晚等的不同，其蘊(yùn)含的煤層氣的儲(chǔ)存量也有所差別。研究表明，煤層氣在回返抬升發(fā)生時(shí)間較晚時(shí)儲(chǔ)存量較大，這是因?yàn)榛胤堤臅r(shí)間較短，煤層氣逸散的量也就較小。例如我國的華北地區(qū)的東部和西部，其煤層氣儲(chǔ)量的差異的部分原因是回返抬升的時(shí)間差異造成的。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)不同

大自然的鬼斧神工造成了地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)的千奇百怪，不同的形態(tài)會(huì)對(duì)煤層氣的賦存產(chǎn)生不同的作用?；旧戏忾]性的構(gòu)造有利于煤層氣的聚集，相對(duì)的，較為開發(fā)性的構(gòu)造則會(huì)便利煤層氣的逸散，不利于儲(chǔ)存。例如，對(duì)于褶皺地形地區(qū)，向斜地區(qū)和背斜的閉合處對(duì)于煤層氣的賦存十分有利。而對(duì)于斷層地區(qū)，如果壓力較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分緊密，具有閉合性質(zhì)，其煤層氣的儲(chǔ)量就會(huì)比較大。

3 結(jié)語

在本文中，筆者從水文，地質(zhì)兩方面分析了其對(duì)煤層氣賦存的控制作用。綜上所述，我們可以得出結(jié)論：水文地質(zhì)條件能夠?qū)γ簩託赓x存的控制產(chǎn)生很大的影響。煤層氣的形成，轉(zhuǎn)移，儲(chǔ)藏等都與水文地質(zhì)條件有著千絲萬縷的關(guān)系。在這一前提下，加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)條件的研究，因勢利導(dǎo)，提高煤層氣的生產(chǎn)效率顯得很有意義。筆者希望本文能為相關(guān)工作和研究提供一定的參考，也希望我國的煤層氣開發(fā)和利用能夠不斷發(fā)展。

[1]陳躍,湯達(dá)禎,田霖,許浩,陶樹,李勇,郭樂樂.三交區(qū)塊水文地質(zhì)條件對(duì)煤層氣富集高產(chǎn)控制作用[J].煤炭科學(xué)技術(shù),

2017,(02):162-167.

[2]徐銳,湯達(dá)禎,陶樹,耿昀光,崔義,魏寧.沁水盆地安澤區(qū)塊煤層氣藏水文地質(zhì)特征及其控氣作用[J].天然氣工業(yè),2016,(02):

36-44.

[3]郭濤.延川南區(qū)塊煤層氣田構(gòu)造及水文控氣作用研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2015,(12):166-169+103.