梁　冰，石迎爽，孙维吉，刘　强

(1．辽宁工程技术大学 力学与工程学院，辽宁 阜新　123000；2.辽宁工程技术大学 矿业学院，辽宁 阜新　123000)



中国煤系“三气”成藏特征及共采可能性

梁冰1，石迎爽1，孙维吉1，刘强2

(1．辽宁工程技术大学 力学与工程学院，辽宁 阜新123000；2.辽宁工程技术大学 矿业学院，辽宁 阜新123000)

摘要:煤系地层中的非常规天然气资源是非常规天然气的主要组成部分。目前，对煤系地层煤层气、页岩气、致密砂岩气等非常规天然气资源的认识还较薄弱，资源勘探开发程度也都比较低。根据气藏合层开采经验，把煤系地层视作一个整体，综合勘探开发煤系煤层气、页岩气、致密砂岩气不仅可以减少勘探开发成本，增大非常规天然气总储量和技术可采资源量，还可以提高气井使用效率和单井利润。将煤系地层中的煤层气、页岩气、致密砂岩气称为“煤系三气”，从煤系地层岩性分布特征、煤系气体成藏机理、不同类型含气储层特征和开采特征等方面分析煤系“三气”共采可能性及共采急需解决的难点。

关键词:煤系；煤层气；页岩气；致密砂岩气；共采

煤系气是我国非常规天然气的重要组成部分，主要包括煤层气、致密砂岩气、页岩气、天然气水合物等，本文将煤系地层中的煤层气、致密砂岩气和页岩气称为“煤系三气”。

国内外学者通过对“煤系三气”成藏机理的研究，认为“煤系三气”具有同源共生的特点。地质学家A.K.马特维耶夫对前苏联含煤盆地煤层气成藏运移的研究认为，煤层气藏中的气体只约占煤化作用生成气体总量的10%，剩余近90%的气体从生烃煤层运移到其他岩层中[1]。琚宜文等认为，当煤层与页岩层相邻时，煤层气藏与页岩气藏有可能形成混合气藏[2]。Law通过研究盆地中心气的生气、成藏特点，指出煤层和碳质页岩是盆地中心气藏的主要烃源岩，而砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩等低渗透岩层是盆地中心气藏常见的储层[3]。姜文利等通过分析煤层气和页岩气的异同点及成藏沉积特点，认为我国一些典型盆地具有煤层气和页岩气共生的特点[4]。曹代勇等在对比分析煤层气、页岩气、致密砂岩气、天然气水合物等煤系非常规天然气藏基础特征的基础上，提出了非常规天然气共生赋存模式[5]。于腾飞通过对沁水煤系盆地游离气成藏机制与模式的研究，指出沁水盆地天然气烃源岩为煤岩、暗色泥岩、暗色碳酸盐岩等，具有“多源多项、动态转化、定向聚散”的成藏特点[6]。这些研究说明煤系地层中存在有多套烃源岩，煤系非常规天然气具有“共生共存”的成藏特征。

目前，国内外对煤层气、致密砂岩气、页岩气的勘探开发已进行了大量的科学和现场试验，并在一些地区形成了商业性气田，但对“三气”或“两气”共采的相关研究和现场试验还很少，除在美国皮森斯盆地白河隆起进行了煤层气与低渗砂岩气共采先导性试验外[7]，未见其他煤系气体共采的报道。本文从煤系气藏分布、煤系气藏成藏机理、不同类型含气储层特征和开采特征等方面分析我国煤系盆地煤层气、页岩气、致密砂岩气共采可能性。

1煤系盆地特征及中国煤系盆地分布

在国家标准《煤矿科技术语》(GB/T 15663.1—2008)中，定义煤系为含煤地层、含煤建造，是一套含有煤层并有成因联系的沉积岩系。

1.1煤系盆地特征

(1)地层旋回性强，多气共生共存。

煤系地层具有显著的旋回性沉积特征，在含煤地层层序中存在共生关系的岩性、岩相等有规律地重复交替现象[8]。这种岩性旋回特征为含煤地层中多种能源矿产共生或共存提供了基础，可形成多套“生储盖组合”，有利于烃类气体的生成、保存和富集，构成短距运移、就近储集的成藏模式。含煤地层中主要的烃源岩是煤岩，其次还包括泥质页岩、碳质泥岩等。在沉积演化历史中，烃源岩经煤化作用、生物化学作用等生成烃类气体，大部分的烃类气体随着地层抬升、沉降向外运移，形成常规天然气藏或致密砂岩气藏，较少的烃类气体滞留在烃源岩中形成煤层气藏、页岩气藏。

(2)生烃能力大，利于气藏形成。

有机质丰度是控制煤系烃源岩生烃能力的重要因素，而有机碳含量是评价有机质丰度的重要指标，有机碳含量越高生烃潜力也就越大，越有利烃类气体的吸附[9]。煤系地层烃源岩有机碳含量较高，其中煤的有机碳含量一般在60%～80%[8]，煤系中暗色泥页岩有机碳含量一般在1.5%～3.0%(一般认为TOC含量>2%时页岩气具有商业开采价值)[10]，见表1[11-12]。

表1　不同地区煤系烃源岩有机碳含量[11-12]

(3)干酪根以Ⅲ型为主。

干酪根是原始有机物经过生化作用和物化作用改造而成，是石油和天然气的先驱，也是判断石油和天然气来源及潜力的重要指标。由于煤系地层沉积环境以海滨沼泽相或内陆沼泽相为主，高等植物发育，烃源岩干酪根类型以Ⅲ型为主，部分地区发育有Ⅱ2型，为大量烃类气体的生成奠定了基础。受环境影响，烃源岩具有缓慢、连续、长期生烃的特点，是天然气藏形成的重要保证。

(4)构造及岩浆岩侵入作用明显。

岩浆侵入体存在于煤系地层拟合煤层中，是一种常见的地质现象，也是影响烃类气体生成的重要地质因素之一。

我国煤系盆地多经历了几次大的盆地演化过程，演化过程中很多含煤地层有明显的岩浆岩侵入。岩浆岩活动一方面提高了烃源岩的温度，促进了烃源岩的演化程度，既增加了生烃量又增加了生烃速度；另一方面岩浆岩的侵入改变了储层物性，已有研究表明受岩浆岩作用的煤层热解气孔和镶嵌结构增加，微孔孔容和比表面积降低，吸附位减少[13-14]；另外，岩浆岩结构致密，透气性差，若以盖层的形式赋存于储气层之上，对气藏起到了很好的圈闭作用。

1.2我国煤系盆地分布

我国煤层气资源丰富，分布范围广泛，按照不同煤阶煤的分布划分煤层气资源如图1所示。我国陆域页岩气资源根据调查情况可分为5个区域，主要分布在包括四川盆地及其周缘、鄂尔多斯盆地、沁水盆地等在内的13个盆地中，如图2所示。我国致密砂岩气资源分布如图3所示，主要包括鄂尔多斯盆地、四川盆地、松辽盆地、塔里木盆地、吐哈盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地等。

图1　中国煤层气资源分布Fig.1　CBM resources distribution in China

图2　中国页岩气资源区分Fig.2　Shale gas resources in China

分析煤层气、页岩气、致密砂岩气的分布可知，含页岩气资源盆地与含煤层气资源盆地重叠，含致密砂岩气资源盆地与含页岩气资源盆地重叠，即3种非常规天然气资源分布区域重叠，且均在含煤盆地地层中。对已发现的含3类气藏的盆地的研究表明，3类气藏均处于整套含煤岩系内，在物源类型、沉积环境、构造热演化等方面，具有显著的一致性。这也说明了我国煤层气、页岩气、致密砂岩气具有“同盆共存”的特点。

2煤层气、页岩气、致密砂岩气成藏机理及“三气”共生共存关系

2.1煤层气藏成藏机理

煤层气是煤在高温高压作用下经煤化作用及生物化学作用生成的烃类气体，主要赋存于煤层及邻近岩层，是自生自储式气藏[15]。受盆地发育史的影响，煤层气可分为生物成因气、热成因气以及混合成因气。煤层气初次赋存及运移受地质演化及构造特征影响显著[16-17]。影响储层含气性的地质因素包括地质构造条件、储层埋深、水文地质、沉积环境、储层物性和岩浆活动等，其中地质构造条件包括构造演化特征及构造类型，储层物性包括煤变质程度、煤孔隙结构及厚度；煤层气的后期赋存及运移主要受构造演化和水动力条件影响显著。构造演化一方面改变地层断层结构和孔裂隙结构，改变煤层气的赋存状态及流动方向，断层和大裂隙的形成为煤层气的流动提供了通道，引导了煤层气的流动方向，同时也不利于煤层气成藏；另一方面构造演化引起的地层抬升与沉降影响煤岩的2次生烃和煤层气的保存[17]。煤层气储层含水饱和度较高，煤层中的水，不仅溶解有一定量的气体，而且影响着煤储层的压力，同时煤层中水的流动直接影响煤层气的吸附解吸程度，对煤层气的封存(逸散)有重要的影响。

2.2页岩气藏成藏机理

页岩气藏是一类富有机质烃源岩在持续温度、压力作用下生成的烃类气体，是典型的自生自储型气藏，储层孔隙度(一般小于10%)和渗透率(一般为(0.001～2.000)×10-3μm2)都很低，几乎无自然产能[18]。页岩气的成因与煤层气类似，包括热成因、生物成因及混合成因，赋存状态也包括吸附态、游离态、溶解态，与煤层气不同的是，吸附态页岩气含量在不同气藏中差别很大，最低可达20%，最高可达85%[19]。页岩气成藏过程体现了煤层气到根缘气再到常规气成藏过渡特征，兼顾了吸附气成藏机理、活塞式气水排驱成藏机理和置换式运聚成藏机理[20]。控制页岩气成藏的主要因素有总有机碳含量、有机质成熟度、岩石矿物成分、页岩埋藏深度、优质页岩厚度、储层的孔隙度和渗透率、地层压力、温度等，其中构造不仅直接影响泥页岩的沉积、成岩和造缝作用，影响泥页岩的生、储能力，还会造成泥页岩的抬升、下降，控制页岩气的成藏过程。此外，页岩气藏主要赋存于构造转折带、地应力相对集中带以及褶皱——断裂发育带。

2.3致密砂岩气藏成藏机理

致密砂岩气藏是一种低孔隙度(<10%)、低渗透率(<1×10-2μm2)、低含气饱和度(<60%)非常规天然气藏，是天然气克服毛细管压力作用经活塞式运移形成的[21]，具有“源储紧邻、源盖一体、持续充注”的成藏特点。致密砂岩气藏的形成需要具备充足的气源、足够大的早期圈闭、具有一定的储集性能、保存条件好、处于油气运移指向区的古隆起高部位、良好的配置关系等。已发现的大型致密砂岩气藏，例如四川盆地、鄂尔多斯盆地、吐哈盆地，其气源岩多为煤系烃源岩，储层与烃源岩层之间相互叠加，保证了足够的气源，减少了气体运移中的损失，有提供了良好的盖层[22-23]。构造活动对致密砂岩气藏的形成有重要作用：① 沉降促进气源岩快速成熟、大量生排烃，为致密气藏提供充足的气源；② 造缝作用调整致密砂岩气藏。致密砂岩气藏一般形成于稳定宽缓的构造背景。

2.4“三气”共生共存关系

在煤系地层中，煤层气、页岩气、致密砂岩气“三气”具有很好的“共生共存基础”。在煤系地层层序中煤岩层、泥页岩层、砂岩层重复交替出现，可形成多套“生储盖组合”，是各类气藏形成的关键。煤系地层中的烃源岩种类多，垂向上旋回性强，使得煤系地层烃源岩生气范围广，烃类气体成因多样，生气潜力大，生气量多。

富含有机质烃源岩在沉积、构造、热液等的作用下，生成大量烃类气体。生成的气体一方面以吸附状态自生自储于煤层、页岩层中，形成煤层气、页岩气；另一方面，以裂隙断层为通道运移并聚集在其他储集空间形成气藏。其中，生成的烃类气体经短距离活塞式运移聚集在与烃源岩大面积紧密接触的致密砂岩中，并主要以游离气形式形成致密砂岩气藏。煤岩和泥页岩都可为致密砂岩气藏提供烃源岩，致密砂岩与烃源岩之间往往相互叠加形成三明治型储盖配置，互为盖层。泥页岩除是自生气体的烃源岩和储气岩外，还是煤岩生成的烃类气体很好的储气层，是煤层气藏很好地盖层。3种气藏储层之间的关系如图4所示。

图4　煤系岩层间的相互作用Fig.4　 Interaction between coal measures strata

2.5“三气”共采的必要性

根据煤系气成藏模式可知，煤系非常规天然气埋深较深、储层较致密、储层渗透率低，煤系地层具有多层系、垂向上复合气藏共生共存的特点，单一储层开采不仅产量低、开发难度大，而且开发成本高，不宜进行单层开采。从提高储量动用程度、降低单层开采成本、提高单井经济产量角度出发，对煤系气藏的开发应采用合层开采的方式。

3中国煤系“三气”共采开发可能性分析

3.1煤层气、页岩气、致密砂岩气开采特征

如图5所示，受赋存状态的影响，煤层气、页岩气的产出过程包括解吸、扩散、渗流进入裂隙系统，裂隙系统中的气体流入井筒产出，砂岩气很少有解吸过程。气体的产出保证了井筒与储层间的压力差，保证了裂隙系统中的气体连续进入到井筒，而裂隙中气体的产出又促使吸附态气体不间断的解吸进入裂隙系统。3种气藏中页岩气为干气，含水饱和度低，在实际生产中不产水或产水少；致密砂岩气一般有较高含水饱和度，在开发过程中存在气、水两相流，对气体产量影响较大；煤层气在生产中实施的是排水降压方法，生产周期依次分为初期排水降压阶段、控压产气阶段、稳产阶段、衰竭阶段。可见3种气藏在开采机理方面存在很大差异。受成藏特性和储层物性影响3种气藏都属于低渗透气藏，开发过程中无论是直井还是水平井都需要压裂增产，在我国应用较为成熟的压裂技术是水力压裂，由于原始储层含水饱和度和储层吸水性的差异，水力压裂对不同储层的伤害程度也存在很大差异。

图5　非常规天然气产出过程Fig.5　Unconventional gas production process

我国煤层气藏、页岩气藏、致密砂岩气藏开采地质条件和储层物性普遍较差，在开采过程中普遍存在压敏、速敏、水侵等伤害，在开采前都需要制定合理的开采制度。

3.2低渗气藏层共采应用现状

煤层气、致密砂岩气、页岩气等低渗透气藏在成藏过程中受沉积作用影响，在垂向上非均质性较强，且具有多层系、多储层、薄储层的特点。为提高气藏储层采收程度，降低单层开采成本，许多煤层气藏、致密砂岩气藏选择多层共采的方式进行开采，例如沙特阿拉伯阿曼地区的碳酸盐气藏，委内瑞拉的马拉开波湖多层共采油井，沁水盆地南部的寿阳、韩城等地区以及铁法盆地大兴井田的部分煤层气井，苏里格、大牛地、涩北、新场、靖边等[22-31]致密砂岩气藏的部分生产井。

低渗透气藏合层开采的方式包括合层压裂合层开采以及分层压裂合层开采，其中分层压裂合层开采分为无层序调整(开井时就进行共采)和有层序调整。

层间干扰是影响合层开采气井生产效果的重要因素，层间干扰包括相邻储层层间窜流以及共采井“倒灌”。造成层间干扰的因素可以分为储层物性客观因素、压裂工艺和工作制度。储层物性客观因素包括储层与顶底板岩石力学性质、储层压力梯度、渗透率、供气能力、层间胶结程度，煤层气藏考虑气体的临界解吸压力，含水储层考虑储层的供液能力；压裂工艺包括共采层数、压裂层厚度、射孔参数[22-31]。通过对韩城、长庆等共采气井的生产测试和研究得知，同层系内各压裂段供液能力差异小、储层压力差异小和临界解吸压力差异小，合层排采层间干扰不明显；由储层压力差异引起的层间干扰在采气初期比较明显，随着生产的进行，多层共采层与层之间不断地进行压力、产量的自我调节，储层压力较大的层位随着开采的进行对总产量的贡献率会不断减小，储层压力较小的层位随着开采的进行逐渐发挥作用；此外，长庆G39-8井和G16-12井共采试验表明，气层静压相差不大的合层井可以通过放大压差进行共采，气层静压差较大的井，可先对高压层开采降压，再进行共采[32]。

3.3煤系“三气”共采需要解决的问题

煤系气体共采不同于煤层气或致密砂岩气多层共采，储层物性差异更加明显，不同类型气藏开采工艺差异较大，这使得煤系“三气”共采难度加大。基于同类气藏多层共采的经验，煤系“三气”共采需进行以下研究：

(1)低渗透多层气藏气体流动影响因素较单层气藏更多，流动机理更加复杂，需用室内物理和数值试验两方面研究多因素作用下多层复合气藏流动机理，为产能机理及工作制度的制定提供理论基础；

(2)煤层、页岩层、致密砂岩层都属于多孔介质储层，储层在有效应力作用下会产生变形，因此应开展多层共采过程中的流固耦合作用机理研究，建立考虑流固耦合作用的多层共采渗流模型；

(3)煤岩、页岩、致密砂岩的物理力学性质相差较大，在进行合层开采研究时一方面需研究不同类型储层合层压裂或分层压裂裂纹扩展及增渗力学机制以及上产井裂纹实施检测技术，另一方面需要分别研究储层渗透率差、储层压力差、储层含气量差等因素对层间干扰的贡献程度，以及多因素耦合作用下的层间干扰度；

(4)煤层气、页岩气、致密砂岩气成藏主控因素不尽相同，产气机理也有较大差别，在进行煤系“三气”共采时应进行共采产气机理、各储层产能贡献率影响因素研究，优化三气共采工作制度；

(5)由于煤层气藏、页岩气藏、致密砂岩气藏含水饱和度不一，开采过程中产水量以及储层渗吸情况有较大差异，因此在进行多气多层共采前应前进行储层产水、渗吸研究，明确储层水对各产层产能的影响情况，同时还应积极开展无水压裂增产理论和工程应用相关方面研究。

(6)考虑经济性问题，研究井型及压裂工艺对煤系“三气”共采的影响，同时考虑速敏、压敏对气井产能的影响，研究多层气井配产机制；

(7)基于煤与瓦斯共采理论，开展煤层群与多层气藏共采理论研究，研究采动影响下含气系统动力影响规律、能量场耦合作用下三相越流机理(温度场、构造场、应力场3场耦合作用下的独立叠置含气系统三相越流机理)。

参考文献：

[1]Ермиеков В И,Скоробогатов В А.Образоавание углеводороднщх гаэов в.угллееоснщх суббугиеносвщх оорщайаа[J].Г.Неддра,1984,31(35):197-198.

[2]琚宜文,颜志丰,李朝锋,等.我国煤层气与页岩气富集特征与开采技术的共性与差异性[A].2011年煤层气学术研讨会论文集[C].2011:1-8.

Ju Yiwen,Yan Zhifeng,Li Chaofeng,et al.Commonness and differences of enrichment characteristics and mining technology of China’s coalbed methane and shale gas[A].Academic Conference on,2011 CBM[C].2011:1-8.

[3]Law B E.Basin-centered gas systems[J].AAPG Bulletin,2002,86(11):189-191.

[4]姜文利,赵素平,张金川,等.煤层气与页岩气聚集主控因素对比[J].天然气地球科学,2010,21(6):1057-1060.

Jiang Wenli,Zhao Suping,Zhang Jinchuan,et al.Mercury concentration in coalbed methane in south of Qinshui Basin[J].Natural Gas Geoscience,2010,21(6):1057-1060.

[5]曹代勇,姚征,李靖,等.煤系非常规天然气评价研究现状与发展趋势[J].煤炭科学技术,2014,42(1):89-92,105.

Cao Daiyong,Yao Zheng,Li Jing,et al.Evaluation status and development trend of unconventional gas in coal measure[J].Coal Science and Technology,2014,42(1):89-92,105.

[6]于腾飞.煤系地层游离气成藏机制与模式研究[D].青岛:山东科技大学,2011.

Yu Tengfei.Study of coal measure strata free gas accumulation mechanism and accumulation model:a cass study in Qinshui Basin[D].Qindao:Shandong University of Science and Technology,2011.

[7]Oison T,Hobbs B,Brooks R,et al.Paying off for tom brown in white river dom field’s tight sandstone,deep coals[J].The American Oil and Gas Reports,2002(10):67-75.

[8]李靖.青海省两大赋煤区煤系非常规气形成条件及对比研究[D].北京:中国矿业大学(北京),2013.

Li Jing.Analyses and comparison of formation conditions of coal-bearing unconventional gas of two coal-rich regions,Qinghai Province[D].Beijing:China University of Mining & Technology(Beijing),2013.

[9]Lafar E,Espitalie J,Broks T M,et al.Experimental simulation of primary migration[J].Organic Geochemistry,1994,22:575-586.

[10]戴金星,戚厚发,王少昌,等.我国煤系的汽油地球化学特征、煤层气藏形成条件及资源评价[M].北京:石油工业出版社,2001.

[11]孔升林,吴国强,曹代勇,等.煤系矿产资源及其发展趋势[J].中国煤炭地质,2014,26(11):1-11.

Sun Shenglin,Wu Guoqiang,Cao Daiyong,et al.Mineral resources in coal Measures and development trend[J].Coal Geology of China,2014,26(11):1-11.

[12]李剑,姜正龙,罗霞,等.准噶尔盆地煤系烃源岩及煤成气地球化学特征[J].石油勘探与开发,2009,36(3):365-374.

Li Jian,Jiang Zhenglong,Luo Xia,et al.Geochemical characteristics of coal measure source rocks and coal derived gas in Junggar Basin,NW China[J].Petroleum Exploration and Development,2009,36(3):365-374.

[13]AlShehri D A,Rabaa A S,Duenas J J,et al.Commingled production experiences of multilayered gas-carbonate reservoir in saudi arabia[A].2005 SPE Annual Technical Conference and Exhibition Held in Dallas[C].Texas,2005.

[14]李恒乐,张玉贵,秦勇,等.淮北矿区祁东井田中生代岩浆侵入作用对煤层瓦斯赋存的影响[J].煤炭学报,2013,38(11):1982-1987.

Li Hengle,Zhang Yugui,Qin Yong,et al.Influence of Mesozoic magmatic intrusion on coalbed gas occurrence in Qidong well field,Huaibei mining area[J].Journal of China Coal Society,2013,38(11):1982-1987.

[15]范莉红,钟建华.页岩气与煤层气成藏特征对比与共生优化[J].河南科学,2015,33(6):998-1003.

Fan Lihong,Zhong Jianhua.Contrast of the reservoir forming characteristic between shale gas and coalbed methane and symbiotic optimization[J].Henan Science,2015,33(6):998-1003.

[16]吕瑞,陈培元,田佳丽.煤层气成藏机理、开采技术及研究方向[J].石油化工应用,2013,32(7):21-25.

Lü Rui,Chen Peiyuan,Tian Jiali.Accumulation mechanism,mining technology and research direction of coalbed methane[J].Petro Chemical Industry Application,2013,32(7):21-25.

[17]孙平.煤层气成藏条件与成藏过程分析[D].成都：成都理工大学,2007.

Sun Ping.Analysis on formation conditions and process of coalbed methane reservoir[D].Chengdu：Chengdu University of Technology,2007.

[18]《页岩气地质与勘探开发实践丛书》编委会.中国页岩气地质研究进展[M].北京:石油工业出版社,2011.

[19]Curtis J B.Fractured shale-gas system[J].AAPG Bulletin,2002,86(11):1921-1938.

[20]张金川,金之钧,袁明生.页岩气成藏机理和分布[J].天然气工业,2004,24(7):15-18.

Zhang Jinchuan,Jin Zhijun,Yuan Mingsheng.Reservoiring mechanism of shale gas and its distribution[J].Natural Gas Industry,2004,24(7):15-18.

[21]俞益新,张金川,尹腾宇,等.吐哈盆地致密砂岩气成藏特征及模式[J].新疆石油地质,2012,33(3):283-287.

Yu Yixin,Zhang Jinchuan,Yin Tengyu,et al.Characteristic and model for tight sandstone gas accumulation in Tuha Basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2012,33(3):283-287.

[22]Femando J Ferrer.Commingled production wells:Experiences in Lake Maracaibo,Venezuela[A].1998 SPE Annual Technical Conference and Exhibition[C].New Orieans,Louisiana,1998.

[23]郭平,刘安琪,朱国金,等.多层合采凝析气藏小层产量分配规律[J].石油钻采工艺,2011,33(2):120-123.

Guo Ping,Liu Anqi,Zhu Guojin,et al.Study on production distribution laws of single layers in commingling condensate pool[J].Oil Drilling & Production Technology,2011,33(2):120-123.

[24]彭龙仕,乔兰,龚敏,等.煤层气井多层合采产能影响因素[J].煤炭学报,2014,39(10):2060-2067.

Peng Longshi,Qiao Lan,Gong Min,et al.Factors affecting the production performance of coalbed methane wells with multiple-zone[J].Journal of China Coal Society,2014,39(10):2060-2067.

[25]曹学军.新场气田沙溪庙组气藏多层压裂工艺技术研究[D].成都:西南石油大学,2005.

Cao Xuejun.multilayer fracturing technology research for Shaxi temple gas reservoirin in Xinchang oil & gas field group[D].Chengdu:Southwest Petroleum University,2005.

[26]郑军.大牛地老区低渗致密多层叠合砂岩气藏稳产技术对策研究[D].成都:成都理工大学,2011.

Zheng Jun.The research of stable yields strategy for the low permeability and tight gas reservoir,with sandwich structure of sandstone in the maturing areas of Daniudi gas field[D].Chengdu:Chengdu University of Technology,2011.

[27]赵广民.多层合采气井产能优化分析[D].北京:中国地质大学,2005.

Zhao Guangmin.The productivity optimization analysis for multilayer gas extraction well[D].Beijing:China University of Geosciences,2005.

[28]李国彪,李国富.煤层气井单层与合层排采异同点及主控因素[J].煤炭学报,2012,37(8):1354-1358.

Li Guobiao,Li Guofu.Study on the differences and main controlling factors of the coalbed methane wells between single layer and multi-layer drainage[J].Journal of China Coal Society,2012,37(8):1354-1358.

[29]黄华州,桑树勋,苗耀,等.煤层气井合层排采控制方法[J].煤炭学报,2014,39(S2):422-431.

Huang Huazhou,Sang Shuxun,Miao Yao,et al.Drainage control of single vertical well with multi-hydraulic fracturing layers for coalbed methane development[J].Journal of China Coal Society,2014,39(S2):422-431.

[30]张政,秦勇,傅雪海.沁南煤层气合层排采有利开发地质条件[J].中国矿业大学学报,2014,43(6):1019-1024.

Zhang Zheng,Qin Yong,Fu Xuehai.The favorable developing geological conditions for CBM multilayer drainage in southern Qinshui basin[J].Journal of China University of Mining & Technology,2014,43(6):1019-1024.

[31]叶超,王超,韩旭波,等.苏里格气田苏54区块多层系水平井开发技术研究[J].石油化工应用,2014,33(9):38-41.

Ye Chao,Wang Chao,Han Xubo,et al.Research on multilayer development technology of horizontal well of Su54 block in sulige gas field[J].Petrochemical Industry Application,2014,33(9):38-41.

[32]付钢旦,杜捷,赵粉霞,等.气井分压合采工艺技术研究[J].天然气工业,2005,25(4):71-73.

Fu Gangdan,Du Jie,Zhao Fenxia,et al.Research on the separate pressure production technology used for gas well[J].Natural Gas Industry,2005,25(4):71-73.

Reservoir forming characteristics of “the three gases” in coal measure and the possibility of commingling in China

LIANG Bing1,SHI Ying-shuang1,SUN Wei-ji1,LIU Qiang2

(1.InstituteofMechanicsandEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China；2.CollegeofMiningEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China)

Abstract:The unconventional gas resource in coal measures strata is the main part of unconventional gas.At present,the understanding of coalbed methane,shale gas and tight sandstone gas in the coal measures strata is relatively limited.Also,the degrees of resources exploration and development are relatively low.According to the experiences of gas reservoir combined mining,the coal measure strata can be considered as a whole,then the cost of exploration and development on coalbed methane,shale gas and tight sandstone gas in the coal measures strata could be reduced.In addition,the efficiency and single well profit of gas well could be improved.In this paper,the coalbed methane,the shale gas and the tight sandstone gas in coal measures strata are referred to as “the three coal gases”.The commingling possibility of “the three coal gases” and the difficulties that commingling urgently needs were analyzed from the formation lithology distribution characteristics of coal measures strata lithology,accumulation mechanisms,reservoir characteristics,exploitation characteristics,etc.

Key words:coal measures;coalbed methane;shale gas;tight sandstone gas;commingling

中图分类号:P618.11

文献标志码:A

文章编号:0253-9993(2016)01-0167-07

作者简介:梁冰(1962—),女,辽宁盘锦人,教授,博士生导师。E-mail:lbwqx@163.com

基金项目:国家自然科学基金资助项目(51304111)；辽宁省教育厅一般资助项目(L2013136)

收稿日期:2015-08-09修回日期:2015-11-12责任编辑:许书阁

梁冰，石迎爽，孙维吉，等.中国煤系“三气”成藏特征及共采可能性[J].煤炭学报,2016,41(1):167-173.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9016

Liang Bing,Shi Yingshuang,Sun Weiji,et al.Reservoir forming characteristics of “the three gases” in coal measure and the possibility of commingling in China[J].Journal of China Coal Society,2016,41(1):167-173.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9016