煤层气地质学复习题

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1、煤层气地质学复习题一名词解释：1 生物成因气：是指在微生物作用下，有机质发生降解部分转化为煤层气的过程。2 基质块：这些裂隙把煤体切割成一系列形态各异的基质单元。3 基质孔隙：煤的基质块体单元中未被固态物质充填的空间，由孔隙和通道组成。4 原生粒间孔：指各种成煤物质颗粒间的孔隙。5 外生裂隙：是构造应力作用的产物，根据其形成力学性质可区分为剪性外生裂隙，张性外生裂隙和劈理。6 储集层的渗透性：是指在一定压力差下，允许流体通过其连通孔隙的性质。7 原地应力：煤储层没有受到任何人为扰动，处于原始状态的应力。8 井底压力：煤层气井井底流体流动压力。9 煤层气储层压力：是指作用于煤孔隙，裂隙内的水和煤

2、层气上的压力。10 储层压力梯度：是指单位垂深内储层的压力增量，即随着深度的增加储层压力的改变速度，常用kPa/m或MPa/100m来表示。11 解吸气：在正常大气压和储层温度下，将煤样放入样品罐后，解吸释放出的气体。12 逸散气：钻头钻遇煤层到煤样装入样品罐密封好这一过程中解吸出的气体称逸散气。13 上覆有效地层厚度：是指煤层到其上部第一个不整合面之间的地层厚度。14 煤层气藏：含有一定量煤层气，具有相对独立流体流动系统的煤体。15 煤层气资源：是指以地下煤层为储集层且具有经济意义的煤层气富集体。16 煤层气资源量：是指根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中，当前可开采或未来可能开采的，

3、具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。17 煤层气地质储量：是指在原始状态下，赋存于已发现的，具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量18原始开采储量：是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下，采用现有的技术，预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可最终采出的煤层气数量。19 经济可采储量：是指在现行的经济条件和政府法规允许条件下，采用现有的技术，预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出，并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气储量。20 煤层气：是一种赋存在煤层中以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质孔隙表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的混合气体

4、。21 储量计算单元：是各种地质因素控制的含气的煤储集体，当没有明确的煤层气藏地质边界时按煤层气藏计算边界计算。22 煤层气资源勘查：是指在充分分析地质资料的基础上，利用地震遥感钻井以及生产试验等手段，调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。23 煤层气勘探：在评价选区范围内实施了煤层气勘查工程，通过参数井或物探工程获得了区内关于含煤性和含气性的认识，通过单井和/或小型井开发试验获得了开发技术条件下的煤层气井产能情况和井网优化参数的煤层气勘查实际实施阶段。24 煤层气开发；是指在勘探区按照一定的开发方案部署了一定井距的开发井网后，进行的煤层气资源的正式开采活动。二填空题：

5、1 煤化作用的实质是（温度升高）条件下的化学反应过程，烃类即为反应的（部分产物）。2 与天然气的成因相同，煤层气成因可分为（有机成因）和（无机成因）两大类。3 煤层气成因判别主要采用（煤层气的组分组成）（甲烷碳氢同位素）以及（成熟度）等指标，同时还要考虑（地质背景）。4 基质孔隙根据成因分类有，（气孔）（残留植物组织孔）（次生矿物孔隙）（晶间孔）（原生粒间孔）。5 异常高压形成机制可分为（水动力封闭型）（自封闭型）两类。6 脆性变形标志包括（宏观断层）（裂隙）（显微裂隙）（微裂隙）。7 煤层气以（溶解态）（游离态）（吸附态）三种形式储集在煤储层。8 通过测定煤层气中（二氧化碳）的含量，就可以确

6、定（地下流体的运移方向），确定（煤层气的富集区），为煤层气勘探开发选区提供理论依据。9 煤储层气含气量由（解吸气）（逸散气）（残余气）三部分组成。10 煤层气藏的边界区分六类（经济边界）（水动力边界）（风氧化带边界）（物性边界）（断层边界）（岩性边界）。11 无机成因气的判断依据有（烃类气体的成分）（烷烃碳同位素系列）（与烃类气体伴生的非烃类气体）（稀有气体的含量与同位素）（地质背景）综合分析12煤中裂隙分为（割离）（外生裂隙）（继承性裂隙）13割离成因分为三种情形（内张力作用）（流体压力的作用）（构造应力）14煤体变形程度区分为两类（硬煤-原生结构煤，破裂煤）（软煤-碎粒煤和糜棱煤）15煤层

7、气资源勘查可分为（选区）（勘探）两个阶段。16根据选区评价的结果，可以估算煤层气（推测资源量）三选择题1成熟阶段（长焰煤-瘦煤，0.5%R。1.5%时，次生生物气的形成微弱。四判断题：1 现今保留在煤层中的气体是经过运移和聚集的各种成因气体混合的产物，其成分和同位素组成既不同于常规天然气，也不同于煤层气。2 煤不仅具有成烃的物质基础，而且具有容纳烃类物质的空间，然而，煤能否成为好的源岩和储集层，则主要取决于煤化作用程度，煤化作用过程中物理性质的变化（孔隙率，渗透性）影响烃类气体的赋存和运移，而烃类气体的产生则取决于煤化作用过程中的化学反应。3大体上将有机成因煤层气分为生物成因和热成因两类。4生

8、物成因气按其形成阶段可划分为原生生物成因气和次生生物成因气。5原生生物成因气形成于泥炭-褐煤阶段（R。0.5%）即泥炭化作用和成岩作用阶段。6生物成因气实质上是微生物成因气，亦称细菌气。7原生生物气在煤层中保存甚少，不是煤层气的主要勘探对象。8原生与次生生物成因气的阶段划分取决于有没有抬升。9 热成因煤层气可区分为两类：原生热成因气和次生热成因气。前者是指煤生成并就地储存的热成因气，保持了煤层气原始的组分和同位素组成；后者是指热成因气形成后经过运移，再在异地聚集下来，运移造成了煤层气气体组分和同位素的分馏。10 混合气存在两种形式1原地混合气，2异地混合气。11 采用甲烷的碳氢同位素可以确定热

9、成因气和生物成因气的生成途径。12稀有气体均是无机成因，无须鉴定。13甲烷的碳同位素资料是辨别无机成因天然气最直接的依据。14煤层气的成分和同位素数据主要通过三个渠道获得；生产矿井，煤样品解吸试验，煤层气生产井。15作为一种有机储层，必须具备一定的孔隙和足够大的比表面积，才能有效储存煤层气；同时又必须具备一定的，相互连通的裂隙，才能使煤层气有效产出。16总孔容：单位质量煤中孔隙的总体积。17孔面积：单位质量煤中孔隙的表面积。18孔隙率：单位体积煤中孔隙所占的体积。19准确确定储层温度非常重要，一般用测井获得。20从煤层气角度说，煤体变形使得煤作为煤层气储层的非均质性更为强烈。21测井解释;对于

10、煤层气开发井而言，大部分不取芯，不能通过取芯直接观测煤体变形程度，确定煤体结构，但可通过测井定量评价。22根据勘探结果可以计算煤层气储量。23煤层气通常适合进行滚动勘探开发。五简答题1从烃源岩的角度，可将煤级演化阶段分为三个阶段？ 未成熟阶段（泥炭-褐煤R。0.5%）,以生物气形成为主： 成熟阶段（长焰煤-瘦煤，0.5%R。2.0%）,以热裂解气形成为主。2 无机成因气的成因？答：地球原始大气中含有的大量甲烷，是无机成因烃类的主要来源。当地球开始凝聚时，原始大气的甲烷作为化石被吸收保留在上地幔和地壳深部，再通过断裂，火山活动或地壳运动等地球脱气作用释放出来。 另一种无机成因气与二氧化碳的形成有

11、关。当火山活动强烈时，大量的岩浆侵入含煤岩系，岩浆的高温使碳酸盐类分解，生成大量的二氧化碳，并储存在煤中。3 说明割理闭合机制？答：次生显微组分充填：煤化作用过程中形成的，非植物遗体原始来源的次生显微组分。胶合作用：胶合作用是煤体在高温高压下成塑性，半塑性状态。割理面相互胶合在一起造成割离闭合。4 影响割离闭合的因素？答：虽然割理的闭合现象普遍存在，但不同地质背景，不同煤中割理的闭合程度不同。 芳构化与缩聚作用是导致煤结构变化的主要因素，也是造成割理闭合的主要因素。 渗出沥青质体充填引起割理的闭合往往在低煤阶阶段。 割理的矿化作用是影响割理闭合的又一因素。 有效应力和流体压力同样影响割理闭合。

12、5 渗透率的影响因素？答：渗透率的外部影响因素有以下几种：有效应力与原地应力。Klinkenberg效应。基质收缩效应。6 水动力封闭异常高压储层形成必备4个条件？答：连续性强，渗透性强的煤储层，是前提条件。 由补给区向盆地方向的地下水运移是必备条件。 运移以盆地内部煤储层非渗透性边界为终点，这种边界可以是构造枢纽线，断层，相交或排泄区等，其展布方向与地下水运移方向垂直。地下水运移过程中，沿途将携带热成因甲烷和次生生物成因甲烷运至非渗透性边界处聚集，并由侧向流转化为垂向流形成常规高压圈闭气藏与非常规煤层气藏共存的现象。7 自封闭型的类型？答物性封闭是指煤体在构造应力的作用下，破碎为渗透性极差的

13、糜棱煤，这类储层内赋存的大量的煤层气无法与外界交换而形成高压异常。烃类生成引起的异常高压储层与常规油气异常高压封存箱性的形成机制相同。即垂向上和侧向上都存在封闭性边界，形成一个孤立的流体单元，且不与外界发生物质交换。在温度，压力的作用下，固态的有机质不断生产气态的烃类，使得流体体积不断膨胀，流体压力逐渐增高，从而形成高压异常。8不同变形程度煤体的测井响应如下？答：软煤，以低电阻，低密度。高声波时差，中子强度较低为特征。硬煤，以高电阻，高密度，低声波时差，中子强度较高为特征。9岩体强度因子的意义？答：岩体强度因子的引入为定性，定量评价煤岩体变形提供了一种新的途径。对于强度因子高值区，刚性岩层发育

14、，煤岩层容易发生脆性变形，以形成断裂为主；对强度因子低值区，塑性岩层发育，岩体变形以韧性为主，往往以形成褶皱和顺煤层剪切或滑动为特征；对于煤体变形而言，在强度因子高值区发育的断裂两侧分布变形程度较高的软煤，但分布范围有限；对强度因子低值区容易形成顺煤层剪切或滑动，形成大面积分布的软煤。10吸附等温线在煤层气研究中应用主要表现在以下四个方面？答评价煤层对气体的最大吸附能力，实测值往往偏低。预测生产过程中储层压力降低时释放出气体的最大值和释放速率。确定临界解吸压力。确定气饱和度。11影响煤吸附能力的影响因素？答：煤阶，煤岩组分，煤体变形，温度，水分。12煤阶对吸附能力的影响（自身影响）？答:镜质体

15、反射率，煤的变质程度直接影响着煤的结构及化学组成,并严重制约着煤的吸附能力。挥发分及固定碳。煤的兰氏体积有随着挥发分含量的增加而减少，随着固定碳含量增加而增加的趋势。平衡水分，随着平衡水分含量的增加，煤的兰氏体积呈降低的趋势。13构造与煤层气含量的关系？答：一般情况下向斜轴部煤层气相对富集，这主要与向斜轴部煤层埋深较大和地下水相对滞留有关。断层对煤层气含量的控制作用分两类：开放性断层和封闭性断层。开放性断层是煤层气散失的通道，但取决于断层带充水条件，如果断层带富含水，且地下水位较高，则可形成相对高的静水压力，利于煤层气保存。反之，煤层气散失严重。14低煤阶煤气层藏可分为两类？答：未成熟低煤阶煤

16、层气藏。此类煤层气藏没有发生煤的变质作用，仅发生了成岩作用，成熟度达到了褐煤阶段，以含气量低，储层渗透性极强为特征。低成熟低煤阶煤层气藏。此类煤层气藏以深成变质作用为主，成熟度一般。，间或存在接触变质，但影响有限。此类煤层气藏以含量中等，渗透性中等为特征。1以煤体变形与储层渗透性关系？答；对于低煤阶煤储层而言，煤层气运移产生的通道为裂隙和基质孔隙，中煤阶为割理和构造裂隙，高煤阶煤则以构造裂隙为主，对于中高煤阶煤储层而言，发育完好的构造裂隙系统是形成高产煤层气井的必要条件，而这种完好的构造裂隙系统是煤体变形的结果。煤体变形对煤层渗透性的控制存在一个度。没有煤体变形，储层的渗透性不会得到显著的改善

17、；变形过于强烈，同样造成煤层渗透性下降。六论述题：1基质孔隙率的影响因素？答煤化程度：。,对应于第二次煤化作用跃变之前阶段。3对应于第二次与第三次煤化作用跃变之间。2即第三次煤化作用跃变之后，各类孔隙的孔容和比表面积均呈现下降趋势。显微组分的影响。矿物含量的影响。煤体结构的影响。断裂的影响。2煤层气储层异常压力的形成机制？答：水动力封闭型：是指地下水或大气降水由露头区沿渗透性良好的煤储层向盆地深部运移，当遇到渗透性差，致密的岩层，封闭性断层阻碍形成滞留时，导致煤储层流体压力的升高，从而形成高压异常。自封闭型：物性封闭是指煤体在构造应力的作用下，破碎为渗透性极差的糜棱煤，这类储层内赋存的大量的煤

18、层气无法与外界交换而形成高压异常。烃类生成引起的异常高压储层与常规油气异常高压封存箱性的形成机制相同。即垂向上和侧向上都存在封闭性边界，形成一个孤立的流体单元，且不与外界发生物质交换。在温度，压力的作用下，固态的有机质不断生产气态的烃类，使得流体体积不断膨胀，流体压力逐渐增高，从而形成高压异常。3含气量的控制因素？答：煤的物质组成：高矿物含量不利于煤层气的赋存，使煤的吸附能力，含气量降低。从生气的角度讲，生气能力为壳质组镜质组惰质组；但从吸附角度讲，镜质组和惰质组的吸附能力均高于壳质组。变质程度：在同等条件下，随变质程度的增高，煤层气的生成量和储存量增高，但在超无烟煤阶段，煤的含气量最低。顶底

19、板岩性：煤层气在形成过程中或形成以后必须被封存在煤层中才可能形成气藏，这种封存主要取决于煤层顶底板的排替压力。一般情况下泥岩，粉砂岩比较致密，孔隙半径较小，排替压力较高。对煤层气有较强的封存能力。埋深与上覆有效地层厚度：一般情况下埋深越大，含气量越高。上覆地层越厚，煤层含气量越高。构造发育情况：断层与褶皱对煤层气含量的控制作用非常明显。一般情况下向斜轴部煤层气相对富集。煤体变形：煤体变形增加了煤的孔隙比表面积和吸附能力，从而对含气量的增高有利。岩浆活动：区域岩浆热液接触变质使煤的变质程度增高，含气量增高；岩浆活动使煤层气的成分改变形成一些特殊气体，如氮气，氢气等。水文地质条件：地下水动力条件决

20、定煤层气的转移和富集。4如何理解将煤层气的储量预算视为动态范畴？答：煤层气是一种自生自储的非常规天然气，严格来讲，仅指赋存于煤层中的气体，不包括煤层围岩中的气体。当前国内外在计算煤层气储量时，也是以煤样的含气量和煤炭储量乘积得出，并未考虑煤层围岩中的气体。但实际情况并非如此，因此，在煤层气开发阶段，实际采出的煤层气并非仅指煤层中的气体，这显然出现了与资源量计算上的矛盾。为了正确评价矿区内煤层气的开发价值，做出合理的经济预算，对煤层围岩中的这部分气体也应加入煤层气资源量的计算即，储量=煤炭总地质储量*煤层气平均含量+采气影响范围内岩石总含气量。为解决这一难题，并相应地调整煤层气的开发战略，这样做

21、可以有效地避免煤层气开发初期的危险，由此，可将煤层气的储量预算视为动态范畴。在开发初期资料欠缺的情况下，按现行的储量计算方法仅对煤层中的煤层气资源量做出计算。进入开发阶段后，随资料积累，参数增多，可采用数值模拟法随时对煤层气的资源量进行重新估算，使之与实际情况相符合。5煤层气选区评价？答：煤层气选区评价主要根据煤田勘查，和类比，野外地质调查，小煤矿揭露以及煤矿生产所获得的煤资源和气资源资料进行综合研究，确定煤层气勘查目标。根据选区评价的结果，可以估算煤层气推测资源量。评价内容如下；资料收集与野外研究。室内资料整理和分析。初步评价。前景勘探区的确定：通过各种图件分析，从远景区中优选出有利区块，供进一步勘探。从以下几个方面：煤层气含量，确定可渗透储层，水文地质条件分析，综合评价。七图题；