张宏学

(安徽理工大学 力学与光电物理学院，安徽 淮南 232001)

非常规天然气是指采用大型压裂、水平井、多分支井或其他一些使储层能更多地暴露于井筒的技术所获得的具备经济产量或经济数量的天然气[1]，非常规天然气可分为致密层、页岩和煤层等储层气体[2]。煤系非常规天然气(简称煤系气)，泛指煤系中赋存的各种天然气，涵盖以吸附相为主的煤层气、以游离为主的致密砂岩气、吸附相—游离相共存的页岩气等[3-4]。

我国煤系气中煤层气、页岩气和致密砂岩气探明储量分别为36.8×1012、32.0×1012、20.0×1012m3[5]，煤系页岩气占页岩气总资源量的19%～37%。2019年我国页岩气产量达到153×108m3[6-7]，距页岩气发展规划(2016—2020年)中300亿m3的目标相距甚远。目前，我国页岩气勘探和开发的主体为海相页岩气和陆相页岩气[8]，如果能够实现海陆过渡相页岩气(主要类型为煤系页岩气)的大规模开发，将大幅提高我国页岩气的产量。

煤系气藏(煤层气、页岩气和致密砂岩气)既是源岩又是储层，具有低渗透率和低孔隙率的特点[9]。实验表明，瓦斯压力、围压、轴压与煤样渗透率均呈指数函数关系[10]。当储层压力从2.58 MPa增至 9.26 MPa 时，煤系页岩和煤的渗透率范围分别为2.9×10-19～5.7×10-18、2.0×10-17～3.5×10-15m2[8,11]。渗透率是评估煤系气藏能否获得经济采收率的重要参数，因此，准确描述煤系气开采过程中储层渗透率演化规律的解析模型是至关重要的，笔者拟通过介绍煤层和页岩渗透率模型的研究进展，为渗透率的准确研究提供依据。

1 煤系气储层模型

煤系气储层是典型的天然裂缝性储层，REISS L H[12]根据裂缝性储层的基质性质、破裂面的数目、压裂强度和规律性，将其划分为4种典型的几何模型，如图1 所示(图中箭头表示气体流动方向，下同)。……