中国煤层气 第4期 函数增长,而是常常表现为“单峰”甚至“双峰”-2002中“控制的地质储量”。但是,在Dzm0216 分布形式,这是气体超临界吸附的典型表现H5。-2002中,探明的或控制的地质资源量/储量要求 其实,根据CH的临界温度和临界压力特征,这至少已施工地面开发试验井并取得排采资料。由此 种现象是客观存在的反映。由此,导致煤层气资源来看,多数矿井的煤层气资源又尚未达到“已探 评价面临着一系列的理论困惑和技术难题。例如:明”的程度 煤对气体的超临界吸附具有哪些基本规律,受控于 2)矿区煤层气消耗资源量能否等于探明可采 哪些内在和外在条件?煤吸附特性应该如何去客观储量中消耗的部分 认识,受控于何种地球化学和物理化学机理,对现 在Dz⑩0216-2002中,煤层气消耗资源量/储 行煤层含气性、煤层气资源等评价方法会产生多大量是探明可采储量中被消耗的部分。通常认为,煤 的影响?目前的煤层气资源评价结果是否可靠或可层气可采资源量是是在特定时间估算的已探明(包 信 括部分已经采出)和尚未探明、但在未来可预见的 第四,相当一部分超量矿井瓦斯可能来自煤层经济技术条件下可以采出的煤层气资源量,包括煤 围岩中页岩或泥岩内赋存的吸附气。根据资料,美层气中从地面或矿井下可抽采的部分。但是,生产 国阿巴拉契亚盆地埋深610m~1524m之间石炭系矿井煤层气消耗资源量中相当部分来自煤炭开采的 页岩中约50%的天然气呈吸附态赋有,密执安亚井巷风排瓦斯,主要是煤层气资源中采用地面井和 盆地埋深183m~7304m和伊利诺盆地埋深183m~井下抽放方式难以开发的部分。进一步来说,煤炭 14%4m的泥盆系页岩中的气体分别有70%和40%生产矿区以外的煤层气消耗资源量全部是可采资源 ~60%呈吸附态,圣胡安盆地埋深φ4m~1829m之量,而生产矿区煤层气消耗资源量从经济技术条件 间上白垩统页岩中有60%~85%为吸附气6。由意义上并非全部“可采”。由此,向矿区煤层气资 此而言,部分超量矿井瓦斯来自煤层围岩中页岩吸源评价提出了一个重要问题,既然矿区煤层气消耗 附气的推测,具有一定道理。问题在于:对于特定资源量并非完全等于常规意义上的煤层气可采资源 矿井特定煤层来说,如何评估矿井瓦斯中可能来自量,在资源序列中应该如何定义?在评价实践中应 页岩吸附气和游离气的数量?在煤矿采动影响范围该如何处理? 之外的页岩吸附气,有无可能解吸运移而转变为矿 井瓦斯?在矿井有限的采动影响范围内,页岩吸附 参考文献 气和游离气能否构成矿井瓦斯的重要来源? []秦勇.中国煤层气产业化面临的形势与挑战 4.2控制程度与资源序列 (I一关键科学技术问题.天然气工业,2006,26 矿区煤层气资源动态变化的特殊性以及由此而 (2):6·10 导致的类型复杂性,使得立足于煤层气地面勘探开21 Radovic L R, Memn vc, Leon y et al, On the porou 发的资源序列不完全适合于矿区煤层气资源评价的 structure of coals: Evidence for an interconnected but gorr 实际。 (1)实际控制程度与现行标准之间的矛盾如何(3 Alexeev A D, Ulyamva E V, Sarikov G P, Kovriga nn 解决? Latent methane in fossil coals. Fuel, 2004, 83(10) 生产矿井煤炭储量的控制程度一般达到了精査 1407-1411 或详査程度。同时,高瓦斯矿井在煤田勘探或矿井4] Fitzgerald e, Sudi bandriyo m, Pan z et al. modeling 补勘阶段都布置了较多的煤层瓦斯孔,煤炭开采 the adsorption of pure gases on coals with the SD odel 巷道掘进、井下瓦斯监测和抽放等取得了大量煤层 Carbon,2003,41(12):203-2216 瓦斯资料。基于这些资料,矿区煤层含气性、煤体5]秦勇.国外煤层气成因和储层物性研究进展与分析 结构与煤层透气性、瓦斯压力、吸附解吸特征等煤 地学前缘,2005,12(3):289·297 储层物性多已基本查明,煤层气资源量计算依据较 [6 Curtis J B. Fractured shale- gas systems. AAPG B 为充分。从这个意义上来说,多数矿井煤层气资源 2002,86(11):1921-1938 在控制程度上相当于我国地矿行业标准Dz0216 (责任编辑焦丽娜) 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net函数增长 , 而是常常表现为“单峰”甚至“双峰” 分布形式 , 这是气体超临界吸附的典型表现[4 ,5 ] 。 其实 , 根据 CH4 的临界温度和临界压力特征 , 这 种现象是客观存在的反映。由此 , 导致煤层气资源 评价面临着一系列的理论困惑和技术难题。例如 : 煤对气体的超临界吸附具有哪些基本规律 , 受控于 哪些内在和外在条件 ? 煤吸附特性应该如何去客观 认识 , 受控于何种地球化学和物理化学机理 , 对现 行煤层含气性、煤层气资源等评价方法会产生多大 的影响 ? 目前的煤层气资源评价结果是否可靠或可 信 ? 第四 , 相当一部分超量矿井瓦斯可能来自煤层 围岩中页岩或泥岩内赋存的吸附气。根据资料 , 美 国阿巴拉契亚盆地埋深 610m～1524m 之间石炭系 页岩中约 50 %的天然气呈吸附态赋存 , 密执安亚 盆地埋深 183m～7304m 和伊利诺盆地埋深 183m～ 1494m的泥盆系页岩中的气体分别有 70 %和 40 % ～60 %呈吸附态 , 圣胡安盆地埋深 914m～1829m 之 间上白垩统页岩中有 60 %～85 %为吸附气[6 ] 。由 此而言 , 部分超量矿井瓦斯来自煤层围岩中页岩吸 附气的推测 , 具有一定道理。问题在于 : 对于特定 矿井特定煤层来说 , 如何评估矿井瓦斯中可能来自 页岩吸附气和游离气的数量 ? 在煤矿采动影响范围 之外的页岩吸附气 , 有无可能解吸运移而转变为矿 井瓦斯 ? 在矿井有限的采动影响范围内 , 页岩吸附 气和游离气能否构成矿井瓦斯的重要来源 ? 412 控制程度与资源序列 矿区煤层气资源动态变化的特殊性以及由此而 导致的类型复杂性 , 使得立足于煤层气地面勘探开 发的资源序列不完全适合于矿区煤层气资源评价的 实际。 (1) 实际控制程度与现行标准之间的矛盾如何 解决 ? 生产矿井煤炭储量的控制程度一般达到了精查 或详查程度。同时 , 高瓦斯矿井在煤田勘探或矿井 补勘阶段都布置了较多的煤层瓦斯孔 , 煤炭开采、 巷道掘进、井下瓦斯监测和抽放等取得了大量煤层 瓦斯资料。基于这些资料 , 矿区煤层含气性、煤体 结构与煤层透气性、瓦斯压力、吸附解吸特征等煤 储层物性多已基本查明 , 煤层气资源量计算依据较 为充分。从这个意义上来说 , 多数矿井煤层气资源 在控制程度上相当于我国地矿行业标准 DZ/ T0216 - 2002 中“控制的地质储量”。但是 , 在 DZ/ T0216 - 2002 中 , 探明的或控制的地质资源量/ 储量要求 至少已施工地面开发试验井并取得排采资料。由此 来看 , 多数矿井的煤层气资源又尚未达到“已探 明”的程度。 (2) 矿区煤层气消耗资源量能否等于探明可采 储量中消耗的部分 ? 在 DZ/ T0216 - 2002 中 , 煤层气消耗资源量/ 储 量是探明可采储量中被消耗的部分。通常认为 , 煤 层气可采资源量是是在特定时间估算的已探明 (包 括部分已经采出) 和尚未探明、但在未来可预见的 经济技术条件下可以采出的煤层气资源量 , 包括煤 层气中从地面或矿井下可抽采的部分。但是 , 生产 矿井煤层气消耗资源量中相当部分来自煤炭开采的 井巷风排瓦斯 , 主要是煤层气资源中采用地面井和 井下抽放方式难以开发的部分。进一步来说 , 煤炭 生产矿区以外的煤层气消耗资源量全部是可采资源 量 , 而生产矿区煤层气消耗资源量从经济技术条件 意义上并非全部“可采”。由此 , 向矿区煤层气资 源评价提出了一个重要问题 , 既然矿区煤层气消耗 资源量并非完全等于常规意义上的煤层气可采资源 量 , 在资源序列中应该如何定义 ? 在评价实践中应 该如何处理 ? 参 考 文 献 [1 ] 秦 勇. 中 国 煤 层 气 产 业 化 面 临 的 形 势 与 挑 战 ( Ⅱ) —关键科学技术问题. 天然气工业 , 2006 , 26 (2) : 6 - 10 [2 ] Radovic L R , Menon V C , Leon Y et al. On the porous structure of coals : Evidence for an interconnected but con2 stricted micropore system and implications for coalbed methane recovery. Adsorption , 1997 , 3 (3) : 221 - 232 [ 3 ] Alexeev A D , Ulyanova E V , Starikov G P , Kovriga N N. Latent methane in fossil coals. Fuel , 2004 , 83 ( 10) : 1407 - 1411 [4 ] Fitzgerald J E , Sudibandriyo M , Pan Z et al. Modeling the adsorption of pure gases on coals with the SLD model. Carbon , 2003 , 41 (12) : 2203 - 2216 [5 ] 秦勇. 国外煤层气成因和储层物性研究进展与分析. 地学前缘 , 2005 , 12 (3) : 289 - 297 [6 ] Curtis J B. Fractured shale - gas systems. AAPG Bull , 2002 , 86 (11) : 1921 - 1938 (责任编辑 焦丽娜) 02 中 国 煤 层 气 第 4 期