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[摘 要]随着社会主义市场经济的发展与改革开放进程的不断深化，人们对地质条件对煤层气赋存的控制作用的关注度变得越来越高。水文地质条件对煤层气的运移与赋存具有很大的影响，因此，将从水文地质条件的角度出发，对其煤层气赋存的控制作用进行有效性研究。
[关键词]水文地质条件；煤层气；赋存；控制作用；研究
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0269-01
煤层气在生产过程中主要以吸附的形式赋存在煤层的空隙中，而地下水通过地层的压力对煤层气的吸附聚集活动具有一定的控制作用。本文将重点阐述水文地质条件控制煤层气的作用与效果，为煤层气的科学赋存寻找良好的控制手段。
1.煤层气开发利用的现状及其所具有的重要性
煤层气是近年来新兴起的一种清洁能源。随着世界工业的不断发展进步，传统的能源资源已经渐渐不能满足当前对能源资源的过度消耗。因此加大对煤层资源的开发利用具有重要的现实意义。
1.1 煤层气开发利用的现状
近年来，随着节约能源和保护生态理念的不断深入，我国逐渐加大了对煤层气的开发利用。首先，国家对煤层气资源进行了相应侦测的同时对煤层气开发应用的基础理论进行了研究，并且对相应的技术设备进行了研发支持。其次，国家在煤层气产业发展过程中给予了大量的政策支持，并投入大量的资金扶持。这种体制上的支持保障使煤层气产业的发展没有政策和资金制约，使我国对煤层气的开发利用逐渐步入先进水平。
1.2 煤层气开发利用的意义
煤层气的开发利用具有重要的现实意义。首先，煤层气的开发利用能够缓解当前世界能源紧张的状况。随着全球经济的不断发展，能源供应已经日趋紧张。作为人口大国来说，我国应该注重对可再生能源的开发利用，以减少经济发展的瓶颈。其次，加大对煤层气资源的开发应用能够对我国现有的能源结构进行优化调整。随着我国经济的不断发展，能源消费需求也在不断的加大，对能源的消耗不仅对经济发展有不利影响还对生态环境的建设有极大损害。
2.水动力特征对煤层气赋存的控制
煤层气主要以吸附状态赋存在煤的孔隙中，地下水系统通过地层压力对煤层气吸附聚集起控制作用，这种控气作用既可导致煤层气逸散，又能起到保存聚集煤层气的作用。煤储层和顶板含水层构成一个完整的地下水系统，在高储层压力、高含水层势能的地区，煤层气富集；而在地下水排泄区，储层压力和含水层势能降低，煤层气逸散。从现有资料分析，可将水文地质控气作用概括为3种特征：
2.1 水力运移逸散控气作用
水力运移逸散控气作用常见于导水性强的断层构造发育地区，通过导水断层或裂隙沟通煤层与含水层水文地质单元的补、径、排系统，含水层富水性与水动力强，含水层与煤层水力联系较好。在地下水的运动过程中，地下水携带煤层中气体运移而逸散，常形成煤层气贫膺区。
2.2 水力封闭控气对煤层气赋存的控制作用
水利封闭控气对煤层气赋存的控制作用的表现是：水力封闭的控气作用主要发现在断裂发育较弱的宽缓单斜或向斜地带，且断裂构造属于不导水性的断裂，尤其是边界的断层，具有逆掩、挤压性质，进而形成隔水边界。上浮新生界的松散空隙所具有的含水层与煤系地层的含水层，下伏灰岩岩溶的裂隙含水层缺少水力联系，由于水文地质条件相对简单，煤层直接充为含水层成为顶板含水层，水动力相对较弱。地下水的径流速度相对缓慢与停滞，地下水主要以重力驱动或静水压力的方式进行流动。含水层主要依赖浅部露头的大气降水进行补给，其中水力封闭的控气作用主要在深部发生，地下水主要通过压力传递的作用，使得煤层气尽量吸附在煤中，使得煤层气集中而不再发生运移。
2.3 水力封堵控气作用
水力封堵控气作用多见于不对称向斜或单斜中，是煤层气富集的有利因素。在一定压力差条件下，煤层气从高压力区向低压力区渗流，或者说由深部向浅部渗流。压力降低使煤层气解吸，因此在煤层露头及浅部形成煤层气逸散带。如果含水层或煤层从露头接受补给，地下水顺层由浅部向深部运动，则煤层中向上扩散的气体将被封堵，致使煤层气聚集富集成藏，形成煤层气富集有利区。
3.地质因素对煤层气赋存的影响控制因素
3.1 地质构造的变化作用
千万年来，地质构造不断演化，在煤层之上不断生成覆盖层，覆盖层不断增厚为煤层气的储存创作了十分有利的条件，能够有效对煤层的压力起到控制作用，并且抑制煤层气的逸散。此外还应特别强调地质构造的回返抬升，根据学者专家的研究，这种现象对煤层气的控制能造成较大影响，其特质与煤层气的储存量由紧密的联系。下面笔者将就这一点进行详细的论证说明。
3.2 地质构造的回返抬升
地质构造不可避免地要经历回返抬升的过程，即使是埋藏深度一样的煤层，由于回返抬升的性质，如时间长短，早晚等的不同，其蕴含的煤层气的储存量也有所差别。研究表明，煤层气在回返抬升发生时间较晚时储存量较大，这是因为回返抬升的时间较短，煤层气逸散的量也就较小。例如我国的华北地区的东部和西部，其煤层气储量的差异的部分原因是回返抬升的时间差异造成的。
3.3 地质构造的形态不同
大自然的鬼斧神工造成了地质构造形态的千奇百怪，不同的形态会对煤层气的赋存产生不同的作用。基本上封闭性的构造有利于煤层气的聚集，相对的，较为开发性的构造则会便利煤层气的逸散，不利于储存。例如，对于褶皱地形地区，向斜地区和背斜的闭合处对于煤层气的赋存十分有利。而对于断层地区，如果压力较大，地质结构十分紧密，具有闭合性质，其煤层气的储量就会比较大。
4.总结
在实际的生产活动中，水文地质条件控制煤层气的赋存具有双重性作用，既可以起到保存并聚集煤层气的效果，同时可以致使煤层气出现逸散状况，其中最为根本的原因是含水层的压力变化。因此，在新时期加强水文地质条件对煤层气赋存的控制作用的研究，有助于增强区域煤层气的生产潜力。
参考文献
[1] 陈跃，汤达祯，田霖，许浩，陶树，李勇，郭乐乐.三交区块水文地质条件对煤层气富集高产控制作用[J].煤炭科学技术，2017，（02）：162-167.
[2] 徐锐，湯达祯，陶树，耿昀光，崔义，魏宁.沁水盆地安泽区块煤层气藏水文地质特征及其控气作用[J].天然气工业，2016，（02）：36-44.
[3] 郭涛.延川南区块煤层气田构造及水文控气作用研究[J].煤炭科学技术，2015，（12）：166-169+103.
[关键词]水文地质条件；煤层气；赋存；控制作用；研究
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0269-01
煤层气在生产过程中主要以吸附的形式赋存在煤层的空隙中，而地下水通过地层的压力对煤层气的吸附聚集活动具有一定的控制作用。本文将重点阐述水文地质条件控制煤层气的作用与效果，为煤层气的科学赋存寻找良好的控制手段。
1.煤层气开发利用的现状及其所具有的重要性
煤层气是近年来新兴起的一种清洁能源。随着世界工业的不断发展进步，传统的能源资源已经渐渐不能满足当前对能源资源的过度消耗。因此加大对煤层资源的开发利用具有重要的现实意义。
1.1 煤层气开发利用的现状
近年来，随着节约能源和保护生态理念的不断深入，我国逐渐加大了对煤层气的开发利用。首先，国家对煤层气资源进行了相应侦测的同时对煤层气开发应用的基础理论进行了研究，并且对相应的技术设备进行了研发支持。其次，国家在煤层气产业发展过程中给予了大量的政策支持，并投入大量的资金扶持。这种体制上的支持保障使煤层气产业的发展没有政策和资金制约，使我国对煤层气的开发利用逐渐步入先进水平。
1.2 煤层气开发利用的意义
煤层气的开发利用具有重要的现实意义。首先，煤层气的开发利用能够缓解当前世界能源紧张的状况。随着全球经济的不断发展，能源供应已经日趋紧张。作为人口大国来说，我国应该注重对可再生能源的开发利用，以减少经济发展的瓶颈。其次，加大对煤层气资源的开发应用能够对我国现有的能源结构进行优化调整。随着我国经济的不断发展，能源消费需求也在不断的加大，对能源的消耗不仅对经济发展有不利影响还对生态环境的建设有极大损害。
2.水动力特征对煤层气赋存的控制
煤层气主要以吸附状态赋存在煤的孔隙中，地下水系统通过地层压力对煤层气吸附聚集起控制作用，这种控气作用既可导致煤层气逸散，又能起到保存聚集煤层气的作用。煤储层和顶板含水层构成一个完整的地下水系统，在高储层压力、高含水层势能的地区，煤层气富集；而在地下水排泄区，储层压力和含水层势能降低，煤层气逸散。从现有资料分析，可将水文地质控气作用概括为3种特征：
2.1 水力运移逸散控气作用
水力运移逸散控气作用常见于导水性强的断层构造发育地区，通过导水断层或裂隙沟通煤层与含水层水文地质单元的补、径、排系统，含水层富水性与水动力强，含水层与煤层水力联系较好。在地下水的运动过程中，地下水携带煤层中气体运移而逸散，常形成煤层气贫膺区。
2.2 水力封闭控气对煤层气赋存的控制作用
水利封闭控气对煤层气赋存的控制作用的表现是：水力封闭的控气作用主要发现在断裂发育较弱的宽缓单斜或向斜地带，且断裂构造属于不导水性的断裂，尤其是边界的断层，具有逆掩、挤压性质，进而形成隔水边界。上浮新生界的松散空隙所具有的含水层与煤系地层的含水层，下伏灰岩岩溶的裂隙含水层缺少水力联系，由于水文地质条件相对简单，煤层直接充为含水层成为顶板含水层，水动力相对较弱。地下水的径流速度相对缓慢与停滞，地下水主要以重力驱动或静水压力的方式进行流动。含水层主要依赖浅部露头的大气降水进行补给，其中水力封闭的控气作用主要在深部发生，地下水主要通过压力传递的作用，使得煤层气尽量吸附在煤中，使得煤层气集中而不再发生运移。
2.3 水力封堵控气作用
水力封堵控气作用多见于不对称向斜或单斜中，是煤层气富集的有利因素。在一定压力差条件下，煤层气从高压力区向低压力区渗流，或者说由深部向浅部渗流。压力降低使煤层气解吸，因此在煤层露头及浅部形成煤层气逸散带。如果含水层或煤层从露头接受补给，地下水顺层由浅部向深部运动，则煤层中向上扩散的气体将被封堵，致使煤层气聚集富集成藏，形成煤层气富集有利区。
3.地质因素对煤层气赋存的影响控制因素
3.1 地质构造的变化作用
千万年来，地质构造不断演化，在煤层之上不断生成覆盖层，覆盖层不断增厚为煤层气的储存创作了十分有利的条件，能够有效对煤层的压力起到控制作用，并且抑制煤层气的逸散。此外还应特别强调地质构造的回返抬升，根据学者专家的研究，这种现象对煤层气的控制能造成较大影响，其特质与煤层气的储存量由紧密的联系。下面笔者将就这一点进行详细的论证说明。
3.2 地质构造的回返抬升
地质构造不可避免地要经历回返抬升的过程，即使是埋藏深度一样的煤层，由于回返抬升的性质，如时间长短，早晚等的不同，其蕴含的煤层气的储存量也有所差别。研究表明，煤层气在回返抬升发生时间较晚时储存量较大，这是因为回返抬升的时间较短，煤层气逸散的量也就较小。例如我国的华北地区的东部和西部，其煤层气储量的差异的部分原因是回返抬升的时间差异造成的。
3.3 地质构造的形态不同
大自然的鬼斧神工造成了地质构造形态的千奇百怪，不同的形态会对煤层气的赋存产生不同的作用。基本上封闭性的构造有利于煤层气的聚集，相对的，较为开发性的构造则会便利煤层气的逸散，不利于储存。例如，对于褶皱地形地区，向斜地区和背斜的闭合处对于煤层气的赋存十分有利。而对于断层地区，如果压力较大，地质结构十分紧密，具有闭合性质，其煤层气的储量就会比较大。
4.总结
在实际的生产活动中，水文地质条件控制煤层气的赋存具有双重性作用，既可以起到保存并聚集煤层气的效果，同时可以致使煤层气出现逸散状况，其中最为根本的原因是含水层的压力变化。因此，在新时期加强水文地质条件对煤层气赋存的控制作用的研究，有助于增强区域煤层气的生产潜力。
参考文献
[1] 陈跃，汤达祯，田霖，许浩，陶树，李勇，郭乐乐.三交区块水文地质条件对煤层气富集高产控制作用[J].煤炭科学技术，2017，（02）：162-167.
[2] 徐锐，湯达祯，陶树，耿昀光，崔义，魏宁.沁水盆地安泽区块煤层气藏水文地质特征及其控气作用[J].天然气工业，2016，（02）：36-44.
[3] 郭涛.延川南区块煤层气田构造及水文控气作用研究[J].煤炭科学技术，2015，（12）：166-169+103.