(二)、中国煤储层特征
1、中国煤储层吸附解吸特征
(1)、煤储层吸附特征:在镜质组反射率小于6%时,干燥煤样吸附常数a值变化于11.11~55.79 cm3/g之间;水分校正后吸附常数a′值变化于8.40~30.02cm3/g之间,中国煤层吸附常数在不同的聚气区和不同的聚煤时代差别不大,但随煤级变化的趋势明显。当镜质组最大反射率在0.5%~1.0%和大于4.0%时,a值呈降低趋势;当镜质组最大反射率在1.1%~4.0%之间时,a值呈增高趋势,并在镜质组最大反射率1.1%和3.5%~4.0%附近达到平均最小值和平均最大值。当镜质组最大反射率在0.5%~4.0%,水分校正后吸附常数a′值则一直呈增高的趋势。
中国煤的b值变化于0.027~0.670之间,在中国的华南全部、华北的大部和东北部分地区b值均小于0.25;华北的部分和东北大部分地区b值大于0.25。当b值小于0.25时,其值随煤级增高而增大,并在贫煤阶段达到最大值;当b值大于0.25时,其与煤级的关系不明显。在中国煤储层的两个吸附常数之间存在着一定的相关关系,当a′值小于15 cm3/g时,其b值多小于0.25;当a′值大于15 cm3/g时,其b值分布范围比较宽。
(2)、煤储层解吸特征:中国煤层气的解吸率变化比较大,煤层甲烷解吸率为21.95~58.1%,一般在30%左右;煤层气解吸率小于65%,一般在50%左右。中国煤层气解吸率大小主要与煤层埋藏深度等因素有关,但不同地区和不同聚煤时代煤层气解吸率相差很大。中国煤储层吸附时间的资料不多,现有资料显示吸附时间多集中在数小时至5天之内。中国煤储层吸附时间一般较短,煤层气解吸速率较快,若为水饱和煤储层,煤层气井能很快达到较高产量。
(3)、中国煤层气临界解吸压力和理论采收率:近几年来,中国施工的煤层气井实测了含气量、储层压力、等温吸附曲线等资料,从而计算出煤层实测含气饱和度和临界解吸压力。现有的资料显示,中国煤层气解吸压力分布于0.50~6.51MPa之间,值得指出的是,这个值比实际普遍偏低。根据中国部分煤层气井试井资料计算,煤层气可采率变化于8.9%~74.5%之间,平均值为35%,理论最大采收率变化于6.7%~76.5%之间,平均值为27%。煤层气的采收率不仅取决煤储层的含气性、吸附解吸特征和煤储层原始压力系统,而且相当程度上受控于煤层气钻井、完井、增产和开采工艺,完善煤层气工艺是提高煤层气采收率的关键环节。
2、中国煤储层渗透性
煤层气井的试井渗透率是评价煤储层渗透性最有效的数据。目前,在中国的华北、东北、华南等煤层气聚气区共施工了100余口煤层气井,积累了数十个煤层气渗透率的数据。现有数据表明,中国煤储层渗透率变化于0.002~16.17md之间,平均约1.27md。其中渗透率<0.10 md的层次约占35%,0.10~1.00 md的层次约占37%,>1.00 md的层次约占28%。
根据现有的煤层气渗透率资料,中国煤层气渗透率具有一定的区域分布规律。总体而言,华北聚气区渗透率较高,东北聚气区渗透率次之,华南聚气区渗透率最低。在华北聚气区,鄂尔多斯东缘、渭北、沁水盆地等聚气带是该聚气区内渗透率相对较高的地区,从渗透率角度而言,这些聚气带是中国进行煤层气勘探开发的首选地带。
3、中国煤储层的压力特征
3.中国各省区煤层气资源分布状况
煤层气资源大于10000′108m3的省份有山西省、贵州省、陕西省等四省的煤层气资源量为94021.76′108m3,占全国煤层气资源量的65.6%。山西、贵州等10省煤层气资源量合计13.80万亿m3,占全国煤层气资源总量的96%。
中国煤储层压力数据同样来源于近几年施工的煤层气井。总体上看,煤储层压力与煤层埋深密切相关,煤层埋深增加,储层压力随之增高,两者之间具有显著的线性相关关系。中国煤储层压力梯度最低为2.24KPa/m,最高达17.28KPa/m。从21个目标区64层次实测资料来看:处于欠压状态(压力梯度<9.30KPa/m)的煤储层有29层,占总测试层次数的45%;处于正常压力状态(压力梯度为9.30-10.30KPa/m)的煤储层有14层,占总层次数的22%;处于高压异常状态(压力梯度10.30-14.70KPa/m)的煤储层有17层,占总层次数的27%;处于超压状态(压力梯度>14.70KPa/m)的煤储层有4层,占总测试层次数的6%。
(三)、中国煤层气资源分布
1、中国煤层气资源量
中国煤田地质总局(1998)对全国进行了煤层气资源评价。统计计算获得,全国煤层甲烷含量大于4m3/t、埋藏深度2000m以浅的煤层气资源总量为143369.44×108m3。其中>8m3/t的富甲烷煤层的煤层气资源量占86.8%,4~8m3/t含甲烷煤层的占13.2%;埋深1500m以浅的煤层气资源量占64.56%,埋深在1500~2000m之间的占35.44%。
2、中国各聚气区煤层气资源分布
中国的煤层气资源主要分布于华北聚气区和华南聚气区,前者煤层气资源量为95228′108m3,占全国煤层气资源量的66.6%;后者煤层气资源量41277′108m3,占全国煤层气资源的28.7%。我国各聚气区煤层气资源分布情况如表4所示。