摘

 要：煤层气的赋集成藏是有其严格的地质条件的。本文对煤层气藏的盖层特征煤层气

保存的水文地质条件研究、构造运动对煤层气保存条件的影响进行了分析。希望本文的研究
能为煤层气保存的地质条件研究带了一定的启示和作用。

 

　　关键词：煤层气；构造运动；地质条件

 

　　一、煤层气藏的盖层特征

 

　　

1、良好的封盖层可以减少煤层气的渗流和扩散散失 

　　处于饱和或过饱和的煤层中，都存在游离气相，如果没有良好的封盖层，游离气就会
通过上覆岩层逸散掉，随着游离气的散失，压力下降，吸附气就会解吸成为游离气继续散
失，使煤层的吸附量减少而成为欠饱和煤层。良好的封盏层则可以阻止游离气的渗流运移。
当上覆岩层的排替压力高于煤层中气体剩余压力则称其为此条件下煤层的有效盖层，否则
为无效盖层。

 

　　扩散运移速度虽然很慢，但在历史过程中无时无刻不在进行着，其累积效应相当可观
只要顶板存在浓度梯度就存在扩散运移，良好的封盖层可有效地减少扩散散失量。著名的圣
胡安盆地煤层气资源量达

20 万亿立方英尺，其弗鲁特兰煤层之上为巨厚的柯特兰页岩有效

地阻止了煤层甲烷的散失。

 

　　

2、封盖层类型和发育特征 

　　根据聚煤规律和沉积环境分析可知，煤层顶底板岩性发育类型主要有五类：油页岩、泥
质岩、砂岩及灰岩盖层。

 

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1）油页岩盖层 

　　油页岩作为一种煤层的盖层多出现于中、新生代不断沉降和扩张的陆相湖盆沉积地层中，
多见于西北，东北、两广和云南的中、新生代煤田。

 

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2）泥质岩盖层 

　　泥质岩是最常见的一种盖层，通常具有较低的渗透性和较高的突破压力，封闭性能好。
泥质岩的均质程度越高，封盖性能越好。从沉积环境上看，稳定环境下缓慢沉积形成的泥质
岩质纯，封盖性好，而快速混杂堆积区的泥质岩非均质程度严重，封盖性能相对低些。

 

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3）砂岩盖层 

　　这种煤层项板横向上多不太稳定，其封闭能力差。多是在滨海平原基础上发展起来的，
在我国晚古生代煤系中分布很广，如华北地区北纬

30 度以北大部分山西组属于这一类型，

以粗中砂岩为主，岩相为冲积相为主，常有冲刷面，煤层稳定，灰分较高，硫较低，煤层
顶板多为粉砂岩及砂质泥岩，部分见粗砂岩，封闭能力较差。但致密的粉、细砂岩亦可成为
煤层气藏的盖层。

 

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4）灰岩盖层 

　　石灰岩出现于煤系中的主要是生物碎屑泥晶灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩及泥灰岩，主要
分部于我国北方石炭二叠纪和南方晚二叠世海陆交互相煤系中。太行山东麓滨海型含煤建造
的煤层顶板即为灰岩。沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘石炭二叠系煤层之上一般发育

4-6 层灰

岩顶板。整个华北区仅在南带及中带发育次岩，至北带贺兰山、晋比、燕辽等地不存在灰岩盖
层。

 

　　二、煤层气保存的水文地质条件研究

 

　　水动力封闭及地层水超压都有利于煤层气的吸附及富集；而交替的水动力条件将打破
吸附与溶解和游离气之间的平衡，使吸附气逐渐减少，影响煤层气的保存。另外，煤层气的
开采也需要有较好的水动力条件，便于降压解吸，以利于开采。

 

　　晋城地区东西南三个方向都是隆起区，石炭一二叠系地层出露地表，接受地表水和大
气降水，在地层下倾方向形成承压水区，有利于形成承压水封闭的煤层气藏，又因为石炭
一二叠系含水层为致密砂岩和煤层，渗透性很低，含水性和水的可流动性都很弱，避免了