【正文】 大，對煤層氣的保存就越有利，這也許就是一些地區(qū)煤厚與含氣量之間具有正相關(guān)趨勢的根本原因。水文地質(zhì)單元的補、徑、排系統(tǒng)完整，若含水層富水性好、水動力強、含水層與煤層水力聯(lián)系較好，則地下水在運動過程中攜帶煤層中氣體運移而逸散（圖58）。這是造成開平向斜東南翼煤層含氣量低的主要原因之一。煤層氣受水力封閉作用而富集，煤層含氣量較高。對于一個沉積盆地而言，從盆緣到盆地中心地下水徑流能力由強到弱，可相應(yīng)劃分為“強徑流”、“緩流”和“滯流”三種控氣類型。傅雪海等研究表明，煤層氣含量隨深度增加的幅度和止深受煤變質(zhì)作用的方式和煤變質(zhì)作用程度的影響，對于只有深成變質(zhì)作用，且變質(zhì)作用程度較低 的煤級而言，煤層氣含量隨深度增加的止深可達煤層風氧化帶下1500米。地質(zhì)條件綜合分析法在基本上沒有煤級、煤質(zhì)和含氣性實測資料的情況下，地質(zhì)條件綜合分析是預(yù)測煤層含氣性的唯一方法。本煤層采動影響區(qū)本煤層采動影響區(qū)包括掘進巷道和采煤工作面導(dǎo)致的采動影響區(qū)。d；t 為煤壁暴露時間，d；為時間因次系數(shù)；為與煤類、透氣性等有關(guān)的系數(shù)。根據(jù)礦井實測本煤層含氣量對瓦斯涌出量的貢獻，在采動影響區(qū)內(nèi)煤層氣含量預(yù)測時扣除煤層內(nèi)排放的瓦斯量，就是采動影響區(qū)內(nèi)殘余的煤層氣含量。根據(jù)實驗測試數(shù)據(jù)，處于冒落帶的上鄰近層殘存瓦斯含量一般小于2 m3/t，處于裂隙帶的上鄰近層殘存瓦斯含量隨距開采層的距離增加而增大。上鄰近層排放率由式（514a）、下鄰近層排放率由式（514b）來估算，再根據(jù)原始煤層含氣量求出動態(tài)含氣量（表57）。本煤層掘進巷道影響區(qū)動態(tài)含氣量由式（511），采用穩(wěn)定流場即155d后的擬合系數(shù)計算出距暴露煤壁不同距離煤層氣排放率，再根據(jù)原始煤層氣含量求出距暴露煤壁不同距離煤層的動態(tài)含氣量；工作面影響區(qū)動態(tài)含氣量由式（511），采用6h后的擬合系數(shù)計算出排放率，再根據(jù)原始煤層含氣量求出動態(tài)含氣量（表56）。根據(jù)瓦斯排放范圍內(nèi)鄰近層原始瓦斯含量、殘存瓦斯含量之間的關(guān)系，可以計算瓦斯的排放效率（包劍影等，1996），即： （513）式中，—鄰近層瓦斯排效率，%；Q鄰含、Q鄰殘—鄰近層原始瓦斯含量和殘存瓦斯含量，m3/t；L采長、L排寬—工作面采長和瓦斯排放寬度，m。掘進巷道測試成果表明煤壁瓦斯涌出初始強度與原始煤層瓦斯含量存在正相關(guān)關(guān)系（圖512）： 圖511 暴露煤壁瓦斯涌出系數(shù)與時間的關(guān)系（據(jù)包劍影等，1996） 　　　　　　　　　 （510）式中，Q0為卸壓帶內(nèi)原始煤層瓦斯含量，m3/t；CQ0意義同前。根據(jù)瓦斯壓力由朗繆爾方程可計算得到動態(tài)瓦斯含量。隨著巷道和采煤工作面的連續(xù)推進，采動影響區(qū)內(nèi)煤層的含氣量、透氣性、儲層壓力等均呈現(xiàn)出動態(tài)變化特征。傅雪海等（1997）利用測井響應(yīng)組合，結(jié)合煤層埋深擬合煤層氣含量。其理論基礎(chǔ)為：在構(gòu)造相對簡單的賦煤塊段，在一定的埋深范圍內(nèi)，煤層含氣量主要受煤層埋深所控制。這是造成開平向斜西北翼馬家溝等井田含氣量高的主要原因之一。地下水以靜水壓力、重力驅(qū)動圖59方式流動。而該含水層在西北翼接受新生界松散含水層地下水補給，然后向東南方向流動，又補給東南翼新生界松散含水層形成其較完整的補、徑、排條件（圖59）。水力運移逸散控氣作用水力運移逸散控氣作用常見于斷層發(fā)育地區(qū)。煤層氣的逸散以擴散方式為主，空間兩點之間的濃度差是其擴散的主要動力。成因地層單元的下、中部由淺湖相、濱湖相或濱湖三角洲相的中—細粒沉積組成，往上發(fā)育沼澤相泥巖或碳質(zhì)泥巖及泥炭沼澤相煤層，煤層頂板多為沼澤相或湖相細粒沉積，對煤儲層的封蓋能力較強，如鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)含煤地層。三角洲平原和分流間灣是重要的聚煤場所，煤儲層連續(xù)性沿沉積傾向較好、平行于走向變差。淺海—障壁海岸沉積體系成因地層單元主要由臺地、障壁島、瀉湖、潮坪相的碳酸鹽巖、中～細粒碎屑巖和泥巖組成。如果滑動面發(fā)育在煤層頂板附近或煤層之中，則可導(dǎo)致構(gòu)造巖或構(gòu)造煤發(fā)育，在增進封蓋能力的同時幾乎毫無例外地造成煤儲層滲透性變差，豫西的大部分礦區(qū)、漣邵礦區(qū)等均屬此種類型；而滑動面若遠離煤層，則對煤層氣保存條件沒有直接的影響。逆沖推覆構(gòu)造共生于單斜構(gòu)造背景，逆沖斷層面同樣是阻隔煤層氣逸散的良好構(gòu)造界面，有利于煤層氣的大面積保存。單純從構(gòu)造角度來看：向斜兩翼地層傾角越大，張性斷裂越發(fā)育，煤層氣就越易逸散；反之，兩翼傾角越緩，斷裂不發(fā)育或發(fā)育逆斷層，就越有利于煤層氣的保存。%附近，鏡質(zhì)組化學結(jié)構(gòu)再次發(fā)生重大調(diào)整，大分子定向性極度增強，內(nèi)在水分從增大變?yōu)闇p小的現(xiàn)象暗示吸附熱開始急劇降低。%，包括無煙煤的中—后期階段，最大含氣量隨煤級的增高而急劇降低，%左右處降至4m3/t以下，在鏡質(zhì)組最大反射率6%左右朗氏體積接近于零，反射率大于7%的煤層中幾乎沒有甲烷存在。圍巖的厚度和質(zhì)量是影響煤層氣逸散和聚集的重要因素。從巖性來說，圍巖的封蓋能力隨碎屑含量減少、顆粒變細和泥質(zhì)含量增高而增強。當綠泥石含量增高時，泥巖脆性變大，封蓋能力變差。砂泥巖互層組合中泥質(zhì)含量增加，最大孔隙直徑和優(yōu)勢孔徑減小，突破壓力隨之增大。同時，砂巖中一些組分如碎屑長石、粘土基質(zhì)、碳酸鹽膠結(jié)物等也經(jīng)歷了溶解淋濾和溶蝕作用，形成了一定數(shù)量的次生孔隙。一方面煤層氣通過煤儲層頂?shù)装寤規(guī)r中的孔隙和裂隙發(fā)生運移，另一方面它又被灰?guī)r中地下水徑流帶走。即是說，對圍巖巖石類型及其組合的了解，有助于從宏觀上把握煤層氣的封蓋特征。因此，水溶氣還應(yīng)包括有機質(zhì)微粒的吸附氣（不同煤級的有機質(zhì)微粒的吸附能力相差很大）。吸附氣占80~92%（表32），水溶氣、游離氣在低煤級煤和高煤級煤中占有較高的比例。 Williams，1981）建立的，使用鉆井巖屑測定煤層含氣量。令，則上式寫為： （52） 其中實測解吸氣量。即要經(jīng)過以下兩個步驟： 加熱脫氣：開罐之前抽真空，加熱至95186。在現(xiàn)場把出井的煤心或煤屑立即裝罐密封，以樣品罐密封起計時測量。殘留氣或者是由于擴散速率極低所致，或者是在一個大氣壓下煤層氣處于吸附平衡狀態(tài)，不再解吸?？s短取心時間是準確計算逸散氣的有效途徑之一，如采用繩索取心對于600m的井深只需幾分鐘，這就大大降低了逸散氣的體積。因此，必須預(yù)先測定煤層的含氣量。新的煤層氣含量測定方法（GB/T 19559—2004）見附錄五。如果煤儲層被水飽和，游離態(tài)煤層氣含量低，則逸散氣體積小；相反如果煤儲層未被水飽和，游離態(tài)煤層氣含量高，則逸散氣體積較大。在煤層氣開發(fā)中要特別注意殘留氣的含量，因為這部分氣體是目前經(jīng)濟技術(shù)條件下難以回收的。USBM法測試要求解吸開始按每小時計量4~5次，壓力不超過28~34KPa，含氣量高的樣品計量要求加密，幾天過后氣量已經(jīng)很小，氣壓發(fā)生波動，要防止發(fā)生倒吸現(xiàn)象，當解吸速率降為一周內(nèi)平均每天低于10ml時，停止現(xiàn)場解吸。二、逸散氣量（損失氣量）的計算逸散氣量（損失氣量）與取心至樣品密封解吸罐中所需時間有關(guān)，取心、裝罐所需時間越短，則計算的逸散氣量（損失氣量）越準確。對于清水取心，假設(shè)當巖心提到距井口一半時開始解吸，這種情況下，損失時間為起鉆時間的一半加上地面裝罐之前的時間。由兩個無因次時間比查表或讀圖得到校正因子（圖52），用校正因子乘以實測解吸氣量即得到總解吸氣量，總含氣量減解吸氣量，得逸散氣量。測定含氣量時，通常只測其游離氣和吸附氣含量，且必須注意，煤層氣在地下的三種賦存狀態(tài)和樣品狀態(tài)下分別測定的階段含氣量不能等同而論。游離氣存在于煤孔隙和裂隙空間的自由氣體，稱為游離氣。碳酸鹽巖類型中國含煤地層碳酸鹽巖，除華北盆地本溪組有薄層白云巖以外，其余幾乎均是石灰?guī)r。在川南—黔北一帶南桐礦區(qū)的紅巖礦和硯石臺礦，盡管龍?zhí)督M不含灰?guī)r，但因地層褶皺倒轉(zhuǎn)致使茅口灰?guī)r成為煤層的“頂板”，因而煤層氣大部分逸散，從而使這兩個礦成為南桐礦區(qū)僅有的未發(fā)生過瓦斯突出的礦井。圖54所示為淮北宿南向斜山西組10號煤層上覆砂巖厚度與煤層甲烷含量的關(guān)系。在裂隙不發(fā)育的情況下，泥巖是非滲透性蓋層，有極好的封蓋能力。表53 泥巖封蓋能力與煤化作用階段的關(guān)系煤化作用階段泥巖成巖特征及封蓋能力褐煤塑性強，無張開的裂隙，為非滲透性蓋層長焰煤塑性減弱，脆性增強，但仍為非滲透性蓋層氣煤—肥煤形成張開裂隙，導(dǎo)致巖石封蓋能力有所降低，但巖石發(fā)生一定膨脹可使部分裂隙閉合，有利于保持封蓋能力焦煤不膨脹，張開裂隙較為發(fā)育，封蓋性能明顯降低瘦煤—無煙煤脆性較大，張開裂隙較為發(fā)育，封蓋能力進一步降低油頁巖類型油頁巖致密度高、韌性大、裂隙不發(fā)育，含油率和水分含量高，其孔隙率低、滲透率小，是煤儲層最理想的封蓋層。此外，致密巖層越厚、連續(xù)性越穩(wěn)定，封蓋能力越強。探討有關(guān)地質(zhì)因素的控氣作用特征，分析控氣因素制約下的煤層氣聚集規(guī)律，有利于煤層氣區(qū)帶的評價和優(yōu)選，并能為煤層氣資源勘探開發(fā)部署提供決策依據(jù)。%處附近，煤化作用出現(xiàn)第二次躍變，沉積有機質(zhì)的生油階段結(jié)束、進入熱裂解氣生成階段，鏡質(zhì)組的物理化學特性發(fā)生轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)折，濕潤熱、內(nèi)在水分、芳香性大分子環(huán)縮合度等達到極小值。從更寬的演化角度來看，以鏡質(zhì)組最大反射率4%為分劃性界線，煤化作用早—中期為“煤層氣生成—吸附性增強—煤層氣儲集”階段，煤化作用后期則為“生成作用停止—吸附性消失—煤層氣殘留或逸散”階段，%的地區(qū)煤層含氣量極低的根本性地質(zhì)原因。但是，如果向斜中存在一個完整的地下水補給—排泄系統(tǒng)，即地下水由一翼露頭處補給而由另一翼露頭處排泄，則地下水補給翼的煤層含氣性往往相對較好，如開平向斜。它們均為拉張構(gòu)造應(yīng)力作用的產(chǎn)物，但由于發(fā)育的地質(zhì)時期不同和運動學特征的差異，對煤層氣保存條件影響的特征和程度亦有所不同。沉積體系研究應(yīng)用于石油和常規(guī)天然氣儲蓋特征的歷史由來已久，煤田地質(zhì)工作中在含煤性預(yù)測方面也有成功應(yīng)用的經(jīng)驗。旋回結(jié)構(gòu)多較完整，煤層位于單元的中部或上部，發(fā)育于潮坪