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煤层气形成

煤成烃是指煤层或含煤岩系在成煤作用或者热成熟过程中形成的碳氢化合物，这种碳氢化合物可以是液态的也可以是气态的，因此，煤成烃大体上可以分为两大类，即煤成油和煤成气（包括煤层气）（黄第藩等，1995；傅家谟等，1990）。

由于煤本身具有很大的内表面积，有很强的吸附能力，可以将生成的部分气体吸附在煤微小颗粒的表面，形成自产自储的煤层气藏；其余部分以游离态和溶解态运移出煤层，成为常规天然气的重要气源。 4 次生生物气生成阶段 Rice（1981）认为，次生生物成因气可以发生在任何煤级中，即褐煤或更高的煤级。

在煤的形成过程中伴随着3种副产品生成——甲烷、二氧化碳和水。由于甲烷是可燃性气体，又深藏在煤层之中，所以人们称它为“煤层气”。甲烷一旦产生，便吸附在煤的表面上。甲烷的产生量与煤层深浅有关。一般来讲，煤层越深，煤层气越多。

煤层气的形成过程与煤炭的形成密切相关。煤炭的起源可以追溯到陆地上的高等植物，其原始组成主要为碳水化合物和木质素。煤的形成经历了泥炭化和煤化两个关键阶段，这个过程包括植物遗体经过堆积、压缩和热化学作用的复杂演变。

煤层气名词解释生物化学（煤层气名词解释生物化学原理） 第1张

煤气是怎样形成的?

煤气是由煤炭经过一系列地质过程形成的。最初，煤炭是由古代的陆生高等植物转化而来，其主要成分包括碳水化合物、木质素等有机物质。 煤气的形成经历了两个主要阶段：泥炭化和煤化作用。在这个过程中，有机物质在低温（低于50℃）和地表附近的氧化环境中，受到细菌作用，产生了少量的甲烷和二氧化碳。

煤气的生产：煤炭源于陆生高等植物，煤的原始有机物质主要是碳水化合物、木质素，成煤作用由泥炭化和煤化作用两个阶段完成。

煤气主要是由一氧化碳、氢气和少量甲烷等可燃性气体组成，它是在煤炭的加工过程中产生的。具体来说，煤气是通过将煤炭在高温下与水蒸气反应，使煤炭中的碳元素与水蒸气中的氢元素结合，生成一氧化碳和氢气等混合气体，即煤气。

煤层气压力基本知识

1、煤层气，又名煤层瓦斯和煤层甲烷，是一种在煤炭形成过程中，由生物化学热解作用在煤层和固岩中以吸附或游离状态储存的自储式天然气。因其特性，煤层气被归类为非常规天然气，具有极高的经济价值，是化工和能源产业的重要原料。

2、煤储层压力是指煤层孔隙中的流体（包括气体和水）压力。煤储层压力对煤层气含量和气体赋存状态起着重要作用。同时，储层压力也是水和气体从煤的裂隙中流向井筒的能量。降低煤储层压力，煤孔隙中吸附的气体开始解吸，向裂隙中扩散，在压力差作用下从裂隙向井筒流动。

3、煤层气的开采手段主要有两种：地面钻井开采和井下瓦斯抽放系统。地面钻井方式是通过钻井设备直接从煤层中提取煤层气，这种方式的煤层气是可用资源，它有助于减少风排瓦斯的需求，从而降低煤矿对通风设施的依赖，提升矿工的作业安全环境。

4、有效应力原理的公式是σ＝σ′＋μ。其中σ为平面上法向总应力；σ′为平面上有效法向应力；μ为孔隙水压力。

5、中国煤层的含气量 中国幅员辽阔，各煤田煤层含气性千差万别。根据中国实际情况和煤层气勘探开发的需要，将中国煤层含气量划分为贫气（4m3/t）、含气（4~8 m3/t）和富气（8 m3/t）三个品级。在中国，煤层含气量≥4 m3/t的煤炭资源含气量分布于4~21 m3/t之间，平均为76 m3/t。

煤层气的生成和运移

传统的天然气成因理论认为，生物煤层气一般形成于Ro值为0.3%以下，而热成因煤层气形成于Ro值在0.6%～0.7%之上，即生气母质在Ro值0.3%～0.6%的热演化阶段不生气。

煤层气的地下运移 煤层气主要以吸附状态存在于煤基质的微孔隙中，其产出过程包括：从煤基质孔隙的表面解吸，通过基质和微孔隙扩散到裂隙中，以达西流方式通过裂隙流向井筒运移3个阶段。上述过程发生的前提条件是煤储层压力必须低于气体的临界解吸压力。在煤层气生产中，该条件是通过排水降压来实现的。

煤成烃是指煤层或含煤岩系在成煤作用或者热成熟过程中形成的碳氢化合物，这种碳氢化合物可以是液态的也可以是气态的，因此，煤成烃大体上可以分为两大类，即煤成油和煤成气（包括煤层气）（黄第藩等，1995；傅家谟等，1990）。

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