煤成气研究现状

地侏罗系八道湾组、三工河组和西山窑组的镜质组大多达60%~95%、惰性组为5%~40%、壳质组多数样品为10%左右。吴涛和赵文智研究确定，吐哈盆地煤显微组分中，镜质组可达50%~90%，平均为70%；惰性组含量为2%~67%，平均达20%；壳质组(包括腐泥组)含量低于10%，平均为7%。由以上有关煤系源岩显微组分对比可知，吉普斯兰盆地和吐哈盆地的煤系源岩壳质组含量相似，而吐哈盆地煤系源岩惰性组含量更多，故吉普斯兰盆地的煤系形成煤成油能力较强，吐哈盆地煤系成油能力虽相对弱一点，但也以产煤成油为主。除此之外，吐哈盆地煤系源岩以外的因素，诸如上述断裂圈闭，还有地层砂、泥岩比，也促使吐哈盆地以形成煤成油田为主。由上述可知，对于煤系源岩处于长焰煤至肥煤阶段的含煤盆地，位于盆地边缘、埋藏浅和断裂圈闭是促使主要形成煤成油田的外生因素；其煤系源岩富壳质组贫惰性组，是形成煤成油的内生因素。但后者一般罕见。 煤成大中型气田形成的主要控制因素有很多，例如大地构造单元、盆地类型与大小、天然气成因类型等诸多宏观因素。以下仅探讨具有可操作性的、具体的主要控制因素。

(1)在煤成生气中心及周缘

位于煤成生气中心及其周缘的圈闭，不仅可以源源不断获得“全天候”气源岩(煤系)的高丰度的气源供给，而且运移距离短，避免了煤成气长途运移中的大量散失，因此只要有较大圈闭存在，形成大中型气田的概率就很高。根据煤成生气中心源岩层位及其控制大中型气田所在层位的关系，生气中心可分为3类。

①同层生气中心，生气中心的源岩及其控制的大中型气田是同一地层。此类往往发育在构造稳定的盆地或地区，由于断裂欠发育，生气中心源岩形成的高强度的气难于向上覆地层大量运移，而易于在与源岩同层位地层中的大的圈闭中聚集而形成大中型气田。此类生气中心发现大中型气田的概率高。例如，鄂尔多斯盆地太原组和山西组煤系形成的同层生气中心，生气强度为25×108~40×108m3 ，目前发现陕141大气田。

②低层生气中心，生气中心源岩生成的大量煤成气主要在其上覆地层中形成

大中型气田。此类往往出现在构造活动性较强、断裂发育的盆地或地区，盖层为膏盐或厚泥质岩，断裂作为运移通道，使生气中心生成的大量煤成气运移到上覆地层圈闭中聚集，形成大中型气田。低层生气中心出现大中型气田的概率也高。例如塔里木盆地库车中、下侏罗统的生气中心，煤成气通过断裂向上运移，在上覆第三系和上白垩统聚集，形成牙哈、羊塔克、英买7、克拉克大中型气田。汪家屯、苏桥、文留和磨溪大中型气田也是低层生气中心形成的大中型气田。

③高层生气中心，生气中心生成的大量煤成气在源岩下伏地层的圈闭中成藏。综观国内外资料，高层生气中心形成大中型气田的概率低。但我国最大的气田———长庆气田却与高层生气中心有关，其石炭-二叠系煤系生气中心生成的煤成气向下运移，聚集在奥陶系风化壳成藏。

(2)在低气势区

由于天然气从高气势区向低气势区运移而聚集成藏，因此，我国许多大中型气田发育在低气势区。例如:莺琼盆地的崖13-1气田和东方1-1气田，四川盆地中坝气田和新场气田。

(3)成藏期晚

煤成气各组分的分子、密度、粘度和吸附能力都小，具有易溶解、易扩散和易挥发的特点。因此，成藏早又无气源继续供给的气田，特别是大中型气田，难于保存或保持其原始规模。我国目前发现的23个煤成大中型气田中，约80%是在第三纪和第四纪成藏的。

(4)古构造

煤系是“全天候”的气源岩，整个成煤作用期都可成气，故位于煤成气区内的古构造圈闭能长期接受煤成气，有利于大中型气田形成。古构造形成大中型气田有3种模式或类型：①古构造聚气同步型(涩北型)，古构造的形成过程与聚气过程同时或几乎同时或稍后，例如柴达木盆地台南、涩北一号和涩北二号大中型气田；②古构造聚气滞后型(崖13-1型)，聚气作用在古构造形成之后发生，例如

中坝、崖13-1、汪家屯和平湖大中型气田；③古构造聚气叠置型，古构造控制形成的古气藏经后期改造调整，在原地或其附近或其上覆层系二次成藏(此类气藏发现率低)，例如四川盆地新场和平落坝大中型气田。

(5)在与煤系有关的异常压力封存箱之上及之间的大中型圈闭

位于上、下异常压力封存箱之间的圈闭，可获得上、下双源天然气，气源丰富，同时上封存箱的异常高压还有利于箱间气藏的长期保存，易形成大中型气田。例如崖13-1气田、丘东气田和呼图壁气田均是箱间成藏的大中型煤成气田。封存箱上成藏的大中型煤成气田在莺歌海盆地普遍见到，例如东方1-1气田、乐东15-1气田和乐东22-1气田，都是与下伏泥底辟高压封存箱有关的箱上常压带气藏。

(6)在新生代后期强烈的沉陷中心

强烈的沉陷能堆积巨厚地层，单位时间沉积中的有机碳总量提高；新生代后期成藏，成藏期晚而利于保存，这是大中型气田形成的必备因素。例如:柴达木盆地三湖新坳陷第四系最大厚度超过3200m，下部有1500m厚的气源岩，故已发现台南、涩北一号和涩北二号这3个大中型气田；莺歌海盆地上第三系最厚达8000~9000m，在厚度最大的轴部发现东方1-1、乐东15-1和乐东22-1这3个大中型气田。一个地区若具有两个甚至更多的上述主要控制因素，发现大中型气田的概率就高。

3煤成气发展前景展望

我国西部煤成气的资源量和探明储量分别为近200 000亿m3及14 407亿m3，分别占该区天然气总资源量和总储量的62.5%和67.8%；我国5个储量1 000亿m3以上的大气田都在西部且均为煤成气，大部分未开发。因此，西部煤成气开发将是我国今后大幅度增加天然气储量与产量的重要支柱。煤成大气田的勘探实践证实，煤成大气田诸控制因素中，最有效且最具定量性的是生气中心，煤成大气田发育于天然气中心及其周缘的生气强度大于20亿m3/km2的地区。

中国煤成气勘探取得重大成果，但仍有远景好的潜在区未重点研究和勘探，如以下煤成气潜在区:四川盆地中部、塔里木盆地英吉苏凹陷、准噶尔盆地陆东一五彩湾地区、黄骅坳陷南皮凹陷和歧口凹陷、亚洲东缘煤成气聚集域中带和松辽盆地深层等。

低熟气可以通过甲烷、乙烷碳同位素组成及轻烃特征、地质背景、烃源岩特征等予以判识，低熟气的烃源岩主要与煤系相关，因此，低熟气可以说是煤成气理念的延伸。就中国的地质背景而言，中国煤资源量很大，其中Ro值小于0.9%的储量占60%以上，预示着低熟气在中国应当有很好的资源前景，值得予以充分关注。

预计本世纪前30年左右，中国天然气产量按当量计算有可能超过石油，天然气消费量也将大幅度增加。不仅会实现对石油消费的有效替代，也将对改善我们赖以生存的环境质量、实现可持续发展发挥重要作用。

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