摘要：煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分
游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气。水
动力条件对煤层气的保存关系很大。煤层地下水滞流或流动缓慢减少了气体溶解流失，较高
的水力压力有利于煤层压力的保持，阻止气体解吸。区域构造演化、水动力条件和封闭条件，
这

3 大控制因素决定煤层气的富集程度，为总结煤层气富集规律提供重要依据。

　　关键词：煤层气；矿产资源

Abstract: The coal seam gas refers to the ode in coal seam methane as a main component, to

be absorbed on the matrix of coal particle surface, part of free from coal pores or dissolved in
coalbed water hydrocarbon gas is coal, mineral resources, is a kind of conventional natural gas.
Hydrodynamic conditions on coalbed methane preservation are important. Coal seam groundwater
stagnant or slow-moving reduces dissolved gas loss, high hydraulic pressure in favor of seam
pressure, prevent gas desorption. The regional tectonic evolution, hydrodynamic condition and a
closed condition, the 3 control factors of coalbed gas enrichment, as summed up CBM enrichment
regularity and provide important basis.
　　

Key words: coal seam gas; mineral resources

1 煤层气概述

煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游

离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是
近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。全球埋深浅于

2000 米的煤层气资源

约为

240 万亿立方米，是常规天然气探明储量的两倍多，世界主要产煤国都十分重视开发

煤层气。美国、英国、德国、俄罗斯等国煤层气的开发利用起步较早，主要采用煤炭开采前抽
放和采空区封闭抽放方式抽放煤层气，产业发展较为成熟。

2 煤层气的成因类型与形成机理

　　植物体埋藏后，经过微生物的生物化学作用转化为泥炭

(泥炭化作用阶段)，泥炭又经

历以物理化学作用为主的地质作用，向褐煤、烟煤和无烟煤转化

(煤化作用阶段)。煤体由褐

煤转化为烟煤的过程，每吨煤伴随有

280～350m3(甚至更多)的甲烷及 100～150m3 的二氧

化碳析出。泥炭在煤化作用过程中，通过两个过程，即生物成因过程和热成因过程而生成气
体

[1]。生成的气体分别称为生物成因气和热成因气。

2.1 生物成因气

　　生物成因气是指在相对低的温度

(一般小于 50

℃)条件下，通过细菌的参与或作用，在

煤层中生成的以甲烷为主并含少量其它成分的气体。生物成因气的生成有两种机制，即二氧
化碳的还原作用和有机酸

(一般为乙酸)的发酵作用。尽管两种作用都在近地表环境中进行，

但根据组分研究，大部分古代聚集的生物气可能来自二氧化碳的还原作用。煤层中生成大量
生物成因气的有利条件是：大量有机质的快速沉积、充裕的孔隙空间、低温和高

pH 值的缺

氧环境。按照生气时间和母质以及地质条件的不同，生物成因气有原生生物成因气和次生生
物成因气两种类型，两者在成因上无本质差别。

2.1.1 原生生物成因气

　　原生生物成因气是在煤化作用阶段早期，泥炭沼泽环境中的低变质煤

(泥炭到亚烟煤)

经细菌等有机质分解等一系列复杂过程所生成的气体。由于泥炭或低变质煤中的孔隙很有限，
加之埋藏浅、压力低，对气体的吸附作用也弱，故一般认为原生生物成因气难以保存下来。

2.1.2 次生生物成因气

　　煤系地层在后期被构造作用抬升并剥蚀到近地表，细菌通过流动水

(多为雨水)可运移

到煤层含水层中。在相对低的温度下

(一般小于 50

℃)，细菌通过降解和代谢作用将煤层中