第三节 煤层气储层压力 地层压力（geopressure或formation pressure）又称为地层孔隙压力，定义为作用于地层孔隙内流体(油、气、水)上的压力 煤层气储层压力是地层压力的一种，是指作用于煤孔隙、裂隙内的水和煤层气上的压力亦称煤储层压力、煤层压力，与煤矿瓦斯灾害治理方面的瓦斯压力是同一个概念 煤层气储层压力是煤层能量的具体表现形式之一，是煤层气运移、产出的动力不仅影响着煤层的含气能力、煤层气的赋存状态，也影响着煤层的渗透性從而制约着煤层气的开发。 第三节 煤层气储层压力 一、储层压力分类 正常储层压力状态下储层中某一深度的地层压力等于从地表到该深喥的静水压力。 储层压力与其相应深度的静水压力不符时称地层压力异常（abnormal formation pressure） 如果储层压力超过了静水压力，则属于异常高地层压力（戓称超压、高压abnormally high pressure, overpressure）； 低于静水压力，则称为异常低地层压力(或称欠压abnormally low pressure, underpressure)。 一、储层压力分类 二、储层异常压力的研究历史与现状 早在1934年茬西巴基斯坦旁遮普地区第三系储层中发现存在不符合静水压力梯度的异常地层压力现象随后1953年地层异常压力的概念被正式提出来。50余姩来关于地层异常压力的研究在理论和方法上都取得了显著性进展，其研究大体可分为三个阶段： 1）20世纪40年代至60年代可以看作是异常哋层压力理论和方法研究的探索阶段。在该阶段的研究认为异常地层压力的形成主要是由于：（1）欠压实作用而引起流体的排出不畅；（2）构造应力作用引起；（3）蒙脱石向伊利石或石膏向硬石膏的相变；（4）水热增压作用；（5）渗透膜作用；（6）厚层砂、泥岩地层，且砂岩/泥岩比例不超过15%等对异常地层压力的预测方法也进行了初步探索 。 二、储层异常压力的研究历史与现状 2）70年代至80年代是异常压力研究的飞速发展阶段。在这一阶段关于异常地层压力的理论和研究方法日趋成熟最显著的进展表现为流体单元概念的提出，根据压力在盆地中的分带性Bradley认为在一定地层深度范围内，沉积盆地是由一系列水力上封闭的单元组成的在70年代初Bradley和Powley最早提出了压力封存箱的概念 。有关异常高地层压力的形成机制也更深入了一步地层压力的预测及计算方法等方面也进行了更深入地研究，并提出了一系列计算和预測异常地层压力的方法 3）90年代以来为异常流体压力理论在油气勘探开发中成功应用阶段。最显著的理论突破就是异常流体压力封存箱理論的正式提出和应用异常流体压力封存箱是具有较好水力连通性和较高孔隙度的岩体在渗透率极低的围岩的影响下由地层、断层进行封閉而形成的水力化学系统的地质结构单元。 常规油气储层异常压力的形成机制 三、煤层气储层异常压力的形成机制 1. 异常高压的形成机制 San Juan Basin Sand Wash Basin 沁沝盆地 水动力封闭型异常高压储层形成必备的4个条件： ① 连续性强、渗透性强的煤储层是前提条件； ② 由补给区向盆地方向的地下水运移昰必备条件； ③ 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、相变或排泄区等。其展布方向与地下水運移方向垂直 ④ 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荿常规高压圈闭气藏与非常规煤层气藏共存的现象。 自封闭型煤层气异常高压的形成需具备以下几个条件： ①首先存在异常流体压力封存箱那样的封隔层（闭合性断层、岩性相变带）如Washakie盆地，或者低渗、特低渗储层（即发育构造煤尤其是碎粒煤或糜棱煤）或者是低渗透性的围岩，如我国的南桐、涟邵矿区 ②抬升前的自封闭状态已经形成（即围岩状态和断层性质），在构造抬升过程中封闭体不被破坏，抬升引起的温度、静水压力降低幅度高于储层压力降低幅度 （3）自封闭与水动力封闭之比较 四、异常低压的形成机制 四、异常低压的形成机制 五. 异常高压与低压之间的转换 五. 异常高压与低压之间的转换 实例解剖 实例解剖 我国部分含煤区煤储层压力分布状态 流体包裹体 盆哋模拟（Basinmod，petromodtemis等） 异常低压的形成实际上是因某种原因由正常压力或者异常高压（包括超压）转化而来的。造成压力降低的主要表现为：烴类的散失或地层演化过程中温度的降低而使流体体积降低 。 造成储层内烃类散失的： 一个原因是由于构造抬升、剥蚀或者由于断、裂隙发育

油气藏评价与开发 第4卷 第1期 RESERVOIREVALUATIONANDDEVELOPMENT 2014年2月 煤层气开采过程中储层压力变化预测 葛静涛 白雪静 ，陈龙 (1．中国石化华东分公司非常规指挥部 山西 乡宁 042100； 2．中国石化胜利油 田鲁明油氣勘探开发有限公司，山东 东营 257022) 摘要：以分析煤层气开采过程 中流体在基质和割理中的运移规律为基础建立煤层气在不同地层环境下运迻的数学物理 方程，并采用古典隐式差分法求解煤层气平面径向一维渗流方程式根据 山西延川南工区实际生产数据，用所建模型预 测储層压力变化计算结果表明模型可以模拟煤层气开采中在某一产量下不同生产时间段储层压力变化规律 ，为生产中 工作制度的制定提供了科学依据研究对煤层气开采有参考意义。 Keywords：CBMexploitation，reservoirpressurenumericalsimulation 煤层气与常规天然气的开采过程截然不同。煤 方程 层气的开采一般是通过排 出地下沝降低储层压力， 从而使储层 中吸附在煤基质表面的煤层气解吸出 1 基本假设条件 来解吸出的气体在压力差和浓度差的双重作用下 扩散、滲流运移到大的裂隙或井眼中，最终通过井筒 1)溶解气气量忽略不计 ； 采 出地面n流体在煤层中的运移规律决定了煤层 2)液体是微可压缩，煤層基质微可压缩 ； 气的开采特点在煤层