韩城矿区煤层结构特征及其对微粒生成的影响

姚 征，郑淑新，李华兵，李 宁，王 强

(1.陕西省地质调查院，西安 710054； 2.陕西省矿产地质调查中心，西安 710068；3.陕西省地质调查规划研究中心(陕西省地质勘查基金中心)，西安 710068)

我国煤系非常规天然气资源优势显著[1]。煤层气是我国勘探评价起步较早、开发利用程度较高的煤系“三气”之一[2-3]。煤层气开发不仅可以增加清洁能源供应和改善国家能源结构，还能够保障煤矿安全开采和减少温室气体排放，形成“资源、安全、环保”多重经济社会效益。由于相对复杂独特的地质条件，我国煤储层存在“三高三低”特点，即煤变质程度高、煤体结构破碎程度高、煤层结构复杂程度高和低含气饱和度、低渗透性、低储层压力[4-5]。这导致我国煤层气开发长期面临着诸多困扰，如单井产气量偏低、微粒产出严重、管泵设备故障频繁和连续稳定排采难度较大。

通常，煤储层微粒简称煤粉、煤泥。煤层气井中微粒产出会导致储层伤害和生产伤害，是制约储层渗透率、裂隙导流能力和排采设备工效的重要因素[6-7]。通过物理模拟、数值模拟、理论分析和生产实践等方法，不同学者探讨了煤储层微粒的成因机理、组分构成、运动力学与防控措施[8-14]。就生成来源而言，煤层气开发中微粒类型包括煤层-煤岩颗粒、煤中夹矸-矿物颗粒、煤层围岩-岩矿碎屑和外来侵入-固相颗粒[15]。当前，煤储层微粒的研究重点大多集中于煤岩自身，而对煤层气井排采所及的非煤岩层重视程度不足，这造成微粒产出的规律认知不详和有效防控不力。……