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中国是世界上煤层气资源较为丰富的国家。长期以来，由于对我国煤层气形成地质条件、煤层气富集区的分布规律及其控制因素缺乏系统的认识，导致煤层气勘探成功率低、效益低。文章通过对我国煤层分布、煤变质规律、煤岩吸附性、煤层孔渗特性、煤层含气性及含煤盆地或含煤区地质构造背景等方面的综合研究，阐述了我国煤层气地质特点的复杂性和特殊性，分析了聚煤区不同基底类型含煤盆地的煤层气勘探潜力，认为我国煤层气富集区主要集中在华北地区，指出我国今后若干年的煤层气勘探重点应是华北若干大型煤层气富集区，并以沁水盆地、鄂尔多斯盆地为煤层气勘探的重中之重。     

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煤储层压力是指煤层孔隙中流体 (包括气体和水 )的压力。煤储层压力对煤层气含量、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层流向井筒的功能。当煤储层压力降低时 ,煤孔隙中吸附的气体开始解吸 ,向裂隙方向扩散 ,在压力差的作用下 ,从裂隙向井筒流动。煤层气开采就是根据这一原理 ,通过排水降低压力而达到采气的目的。地质构造演化、生气阶段、区域水文地质条件、埋深、含气量、大地构造位置、地应力等诸多因素都可以对储层压力造成影响。在煤层气开发过程中 ,储层压力越高 ,形成的压力差越大 ,势能也就越大 ,流速越快 ,…     

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根据中国石油天然气股份有限公司煤层气10年勘探经验教训，借鉴国外成功实例，总结了中国煤层气生气、成因、成藏模式，进行了煤层气勘探目标评价参数分类；提出了不同煤阶区的煤层气勘探新认识；梗概阐述了利用以上理论认识发现沁水煤层气田和大宁含气区的基本地质条件。最后分析了煤层气未来勘探新领域。     

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中国煤层气资源潜力巨大，埋深1500 m以浅的资源总量约为27 ×1012m3，广泛分布于五大聚煤区六大含煤层系，但其分布具有很大的差异性。本文在分析中国煤层气资源分布特征的基础上，根据煤层气地质选区条件，通过优选，提出了沁水、鄂尔多斯、宁武、沙尔湖等煤层气有利勘探方向，并对中国煤层气勘探开发前景进行了展望，认为煤层气是中国二十一世纪现实的能源补充新领域。     

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煤层气开发和综合利用面临许多现实的技术问题需要研究解决。笔者从煤层气开发工程存在的问题出发，提出了一些新的煤层气开发关键技术，如煤层气高效完井和高效增产技术等。从中国能源结构、天然气市场消耗量和煤层气开发实用技术等方面综合分析煤层气开发对策，指出今后煤层气开发必须将实用技术攻关和争取国家鼓励政策结合起来。煤层气综合利用技术已在小范围内得以应用，如用作民用燃料、用于电厂发电。煤层气开发利用还处于初期阶段，但中国煤层气市场前景广阔。     

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在全国煤层气资源评价中,将煤层气资源划分为探明储量、控制储量、预测储量和远景资源量。全国共获得可采煤层中风化带以下煤层甲烷含量大于或等于４ ｍ ３ ／ｔ 、埋深２ ０００ ｍ 以浅的煤层气资源量为１４ ．３３６ ９４４×１０１ ２ ｍ ３ ：其中预测储量９ ６７５ ．１０ ×１０８ ｍ ３ , 远景资源量１３ ．３６９ ４３４ ×１０１ ２ ｍ ３ 。全国有３５ 个目标区的资源丰度大于１ ．５ ×１０８ ｍ ３／ｋ ｍ ２ ,有４９ 个目标区的资源丰度介于（０ ．５ ～１ ．５） ×１０８ ｍ ３ ／ｋｍ ２ 之间,有３１ 个目标区的资源丰度小于０ ．５ ×１０８ ｍ ３／ｋ ｍ ２ 。埋深小于１ ５００ ｍ 的煤层气资源量９ ．２５６ ０７８ ×１０８ ｍ ３ ,埋深１ ５００ ～２ ０００ ｍ 的煤层气资源量５ ．０８０ ８６６ ×１０８ ｍ ３ 。全国有煤层气资源量大于１ ０００ ×１０８ ｍ ３ 的大型目标区２８ 个,煤层气资源量介于（２００ ～１ ０００）×１０８ ｍ ３ 之间的中型目标区２８ 个,煤层气资源量小于２００ ×１０８ ｍ ３ 的小型目标区５９ 个。     

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我国煤层气资源量极为丰富,居世界第三位。其中陆上埋深2000m以浅的煤层气资源量达30×1012～35×1012m3,2000m以深的煤层气资源量达67×1012m3。目前中国煤层气产业面临着形成和发展的历史机遇,主要表现在①在洁净能源和环保的双重要求下,我国政府重视煤层气开发利用,优惠政策纷纷出台;②中国煤层气开发利用,已成为世界煤层气工业关注的焦点;③国内煤层气自营勘探轰轰烈烈,成效显著;④全国煤层气规范管理正步入正轨。目前中国煤层气产业发展面临的挑战及应采取的对策是①我国输气管网基本建设相当薄弱,煤层气长输管网应纳入国家中、长期发展规划;②我国虽然基本掌握煤层气开发的主要工程技术,但远不够完善,对其核心技术应在政府有关部门大力支持下组织协同攻关;③中国缺乏寻找煤层气高渗富集区的有效方法和手段,增加了勘探风险,应尽快启动系统研究工程;④中国煤层气赋存条件与美国有较大差别,建议国家有关部委应尽快启动低、高阶煤煤层气基础理论研究;⑤建议国家给予更加优惠的煤层气政策。     

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开拓中国煤层气新领域已历经十年,煤层气钻井近200口、实施煤层气“项目”40余项（均含中外合作）,但是至今仍没有建成一座商业性开发气田。按勘探程序,完成勘探任务的标志是探明可采储量。此后,需进行“开发试验”（即“中试”）,而后才能正式开发。为加快我国煤层气的勘探开发工作,建议在有利区尽快完善小井网试验,确认可增补生产试验井,扩大井网规模,在条件具备时尽快转入工业性试验,并针对技术难题设立科技攻关专题。     

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１９９５－１９９８年间，中国煤田地质总局进行了新的全国煤层气资源评价工作。结合次研究评价结果，综合考虑构造，聚煤期，煤层含气性及地域分布等四方面因素，将中国煤层气聚集区带划分为聚所区，聚气带，目标区三级，共包括５个聚气区、３０个聚气带和１１５个目标区；同时，采用评价面积和资源丰度两上指标，对聚气带和目标区的类型进行了研究，将聚气带发为３类８型，目标区归纳为３类９型。研究表明：中国煤层气的有利聚和目     

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煤层气地质储量是指，在原始状态下赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。煤层气独特的地质特征决定了其储量计算方法有别于常规天然气。以我国第一个已经审批通过的煤层气探明储量报告为基础，对煤层气储量的各种计算方法（类比法、体积法、数值模拟法、产量递减法）、参数选取、采收率预测和存在的问题等进行了探讨。发现影响煤层气储量计算精度的关键参数是含气面积、煤层厚度和含气量，尤其是探明含气面积的圈定过程中尚有很多不确定因素需要深入研究。     

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中国煤层气储层具有独特性,由于成煤期后构造破坏强烈,构造煤发育,所以具有煤层气储层低含气饱和度、低渗透率以及低压力的“三低”特性;煤层气储层的原地应力比较大;目前的煤层气开发以中、高阶煤为主;中、高阶煤具有非常强烈的非均质性。针对中国煤层气储层的基本特性,文章提出了煤层气的开发技术,主要包括“动中之静”概念在煤层气选区评价中的应用;研究了煤层气储层封盖条件,主要包括煤层气储层的区域盖层研究和地下水动力学研究;煤层气储层保护研究,主要是指在煤层气钻井和完井工程作业过程中对煤层气储层所造成的伤害进行预防并使伤害程度最小化;煤层气储层增产措施研究,指建立有效的原地应力释放区、井间干扰效果明显、提高储层的导流能力以及有效压差;加快煤层气解吸速率和提高解吸量的研究。     

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西北地区侏罗系中、下统含煤盆地多 ,煤层累计厚度 15 .15～ 16 9.2m ,一般厚度 30～ 80m ,埋藏深度2 0 0 0m以浅区残留面积约 90 0 0 0km2 左右 ,煤层气资源总量达 74 5 6 4 .6 5× 10 8m3 ,有着十分广阔的煤层气勘探开发前景。研究认为 ,煤岩中镜质组含量较高 ,灰分含量较低 ,煤级以长焰煤为主 ,有利于储层中割理和裂隙的生成 ,增加储层渗透性。导致煤层含气性变化的主要地质因素是煤层埋藏深度和演化程度 ,随着埋藏深度的增大和煤级的增高 ,含气量有逐渐增加趋势。通过对比煤层含气性、资源量和煤层气赋存地质条件认为 ,煤层气资源勘探开发前景有利区有吐哈和焉耆含煤区 ;较有利区有准南、准北、准东、伊犁、塔北、尤尔都斯、羊不拉克和三塘湖含煤区 ;不利区有乌恰、昆仑、阿尔金、塔东、柴北、祁连和靖远含煤区     

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文章首次基于Ansys有限元分析软件对水力割缝技术开采低渗透煤储层煤层气进行了数值模拟的计算研究，指出地应力是煤层气运移的重要影响因素，给出了煤层气赋存和运移特征及地应力对煤层气运移的作用机理，建立了煤层气开采水力割缝平面应变有限元模型，得到了钻井前后、水力割缝前后近井地带的地应力场变化规律及其影响范围。钻井后近井地带应力平均降低60％，但井口周边产生了应力集中区，应力场以井孔为中心向井身周边呈辐射状向外递减，应力降影响范围为300~450 mm。水力割缝后井周区域应力场变化显著，近井地带应力平均降低84.5％，且沿两侧割缝末端连线方向应力降影响最为明显，影响范围以此向外辐射达3000 mm，为钻井孔径的20倍，同时在割缝末端产生了应力集中区，并向背离割缝方向扩散，使得沿割缝方向产生大量裂缝，从而打通割理和裂隙，缩短渗透路径，继而提高煤层气产量。数值模拟结果表明，水力割缝技术可达到使近井地带充分卸压的目的。在现场实践中，此方法对利用定量化指标评估水力割缝效果具有十分重要的指导意义。     

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湖北省交通经济较发达，能源相对紧张，开发利用省内煤层（成）气资源已十分必要。湖北省主要发育有三套煤系，即下二叠统梁山煤系、上二叠统龙潭煤系、上三叠－下侏罗统香溪煤系。梁山煤系和龙潭煤系煤岩变质程度较高，生气量大，赋存大量以吸附态为主的煤层气，香溪煤系煤质较差，极不稳定，但该煤系暗色泥、页岩发育，演化程度较高，有利于形成煤成气。资源量测算结果表明，煤层气主要分布于黄石、蒲圻、长阳、荆当等矿区；而煤成气资源量以当阳复向斜最大。经综合对比分析，建议蒲圻矿区的双丘井田为煤气首轮试验选区。     

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煤中裂隙是煤层气运移产出的通道，对其成因进行探讨是煤层气地质学的重要内容。文章根据宏观和微观观测，发现煤中存在一种流体压力致裂的特殊裂隙，这些裂隙的成因无法用诸如应力场的作用来解释。此类裂隙的形成与煤中流体（液体和气体）密切相关，流体的来源有两类:煤化作用过程中形成的以甲烷为主的流体和补给来的地下水,且以前者为主。当孔隙或裂隙中流体压力大于垂直裂隙(或基质孔隙)壁的正应力时，孔隙或裂隙将沿最大主应力方向延伸、沿最小主应力方向张开；当流体压力降低时扩展终止。流体压力导致孔隙向割理的转化、割理向继承性裂隙以及外生裂隙的进一步扩展。流体压力的集中是周期性的，即流体压力增加—裂隙扩展—压力降低—裂隙闭合，这与烃源岩微裂缝排烃机理类似。     

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本文从理论和实践相结合的基础上，阐述了由于煤岩特性对煤层水力压裂缝发育的影响，并结合国内煤层水力裂缝监测结果进行了分析评估，提出适合模拟煤层水力裂缝几何尺寸的模型，特别是在煤层形成复杂裂缝系统时的一些新观点。以供从事该研究的同行讨论。     

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我国是煤资源大国，长期来在采煤的同时，抽放排空大量煤层瓦斯，不仅浪费大量资源，还严重污染大气。利用煤层瓦斯发电是解决煤层瓦斯放空的重要途径 。文章介绍一种全新的有别于传统 发动机的瓦斯内燃机空燃自动混合控制装置，其中包括：煤层瓦斯的理化特性、装置的结构、工作原理及工作过程，阐述了结构参数对发动机性能的影响。经过在中心瓦斯工区内燃发动机组群上安装试运行，结果表明：该装置可以适用于高、中、低不同浓度的煤层瓦斯，性能稳定、可靠，达到了设计性能指标，完全满足燃气,内燃机组的使用要求，并取得了很好的经济效益、生态效益和环保效益。     

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分析了复杂条件下浅煤层气井固井作业的技术难点及现用水泥浆体系存在的问题，提出了浅煤层气井固井水泥浆体系应具备的特性，据此设计了高早强低滤失膨胀水泥经浆体系的配方并进行了室内性能评价，现场应用结果表明：以F17C油井水泥低滤失膨胀剂为主的水泥浆体系能够解决浅煤层气井固井施工中的技术难题，可显提高煤层气井的固井质量。