油气藏评价与开发

样品编号	工业组分/%	有机组分/%	无机组分/%	镜质体反射率/%	孔隙度/%	渗透率/10^-3 μm²
W1	0.69	10.56	6.13	82.63	62.7	29.5	3.6	0.6	0.4	3.2	3.07	5.81	0.086 1
W2	0.63	8.81	6.34	84.23	61.3	31.3	3.7	0.4	0.7	2.6	2.91	5.17	0.005 4
W3	0.62	14.85	6.58	77.96	60.5	31.9	4.8	0.4	0.4	2.0	3.17	6.29	0.026 8
W4	1.00	27.25	7.89	63.87	61.4	29.2	5.5	0.4	0.4	2.1	2.90	5.67	0.093 0

样品编号	工业组分/%	有机组分/%	无机组分/%	镜质体反射率/%	孔隙度/%	渗透率/10^-3 μm²
W1	0.69	10.56	6.13	82.63	62.7	29.5	3.6	0.6	0.4	3.2	3.07	5.81	0.086 1
W2	0.63	8.81	6.34	84.23	61.3	31.3	3.7	0.4	0.7	2.6	2.91	5.17	0.005 4
W3	0.62	14.85	6.58	77.96	60.5	31.9	4.8	0.4	0.4	2.0	3.17	6.29	0.026 8
W4	1.00	27.25	7.89	63.87	61.4	29.2	5.5	0.4	0.4	2.1	2.90	5.67	0.093 0

样品号	微孔比表面积/(m²/g)	微孔体积/(cm³/g)	平均孔径/nm
W1	9.162	133.249	32.050	174.460	0.002	0.037	0.016	0.055	0.524
W2	15.022	164.088	36.824	215.934	0.003	0.046	0.019	0.068	0.524
W3	15.598	143.290	24.390	183.280	0.003	0.040	0.011	0.055	0.501
W4	12.432	109.158	6.508	128.098	0.002	0.031	0.003	0.036	0.524

样品号	微孔比表面积/(m²/g)	微孔体积/(cm³/g)	平均孔径/nm
W1	9.162	133.249	32.050	174.460	0.002	0.037	0.016	0.055	0.524
W2	15.022	164.088	36.824	215.934	0.003	0.046	0.019	0.068	0.524
W3	15.598	143.290	24.390	183.280	0.003	0.040	0.011	0.055	0.501
W4	12.432	109.158	6.508	128.098	0.002	0.031	0.003	0.036	0.524

样品号	BET-SSA/（m²/g）	BJH-TPV/(cm³/g)	平均孔径/ nm
W1	0.982 6	0.097 9	0.001 4	0.563 0	0.001 0	0.000 5	0.000 2	0.002 0	3.876 0
W2	0.777 4	0.129 1	0.002 8	0.401 0	0.000 9	0.000 5	0.000 3	0.002 0	3.849 0
W3	0.955 9	0.116 5	0.002 1	0.488 0	0.001 1	0.000 5	0.000 4	0.002 0	4.205 0
W4	0.588 0	0.075 0	0.000 9	0.438 0	0.000 7	0.000 3	0.000 3	0.001 0	3.968 0

样品号	BET-SSA/（m²/g）	BJH-TPV/(cm³/g)	平均孔径/ nm
W1	0.982 6	0.097 9	0.001 4	0.563 0	0.001 0	0.000 5	0.000 2	0.002 0	3.876 0
W2	0.777 4	0.129 1	0.002 8	0.401 0	0.000 9	0.000 5	0.000 3	0.002 0	3.849 0
W3	0.955 9	0.116 5	0.002 1	0.488 0	0.001 1	0.000 5	0.000 4	0.002 0	4.205 0
W4	0.588 0	0.075 0	0.000 9	0.438 0	0.000 7	0.000 3	0.000 3	0.001 0	3.968 0

样品编号	孔隙率/%	排驱压力/MPa	退汞效率/%	孔径比例/%	比表面积/(m²/g)	孔容/(cm³/g)
W1	5.81	2.057	88.4	94.37	5.63	36.4	36.1	0.35	0.042 6	0.040 2	0.002 4
W2	5.17	8.267	91.0	96.16	3.84	30.0	29.7	0.29	0.036 4	0.035 0	0.001 4
W3	6.29	4.129	95.2	96.61	3.39	35.8	35.6	0.24	0.044 2	0.042 7	0.001 5
W4	5.67	5.501	91.8	96.28	3.72	25.8	25.6	0.18	0.037 6	0.036 2	0.001 4

样品编号	孔隙率/%	排驱压力/MPa	退汞效率/%	孔径比例/%	比表面积/(m²/g)	孔容/(cm³/g)
W1	5.81	2.057	88.4	94.37	5.63	36.4	36.1	0.35	0.042 6	0.040 2	0.002 4
W2	5.17	8.267	91.0	96.16	3.84	30.0	29.7	0.29	0.036 4	0.035 0	0.001 4
W3	6.29	4.129	95.2	96.61	3.39	35.8	35.6	0.24	0.044 2	0.042 7	0.001 5
W4	5.67	5.501	91.8	96.28	3.72	25.8	25.6	0.18	0.037 6	0.036 2	0.001 4

样品编号	层位	深度/m	兰氏压力/MPa	兰氏体积/(m³/t)	理论含气量/(m³/t)	总含气量/（m³/t）	吸附气含气饱和度/%
W1	8号煤层	1 888.20	2.41	27.540	24.48	28.39	116
W2	8号煤层	1 888.80	1.51	26.091	24.20	35.85	148
W3	8号煤层	1 889.41	1.98	29.517	26.78	35.66	133
W4	8号煤层	1 890.65	2.75	26.127	22.87	34.43	150

样品编号	层位	深度/m	兰氏压力/MPa	兰氏体积/(m³/t)	理论含气量/(m³/t)	总含气量/（m³/t）	吸附气含气饱和度/%
W1	8号煤层	1 888.20	2.41	27.540	24.48	28.39	116
W2	8号煤层	1 888.80	1.51	26.091	24.20	35.85	148
W3	8号煤层	1 889.41	1.98	29.517	26.78	35.66	133
W4	8号煤层	1 890.65	2.75	26.127	22.87	34.43	150

鄂尔多斯盆地东南部深层高阶煤储层孔隙结构及含气性

张晨萱 1^,2 , 刘桂珍 1^,2 , 高荣晖 1^,2 , 野乐俊 1^,2 , 韩铭 1^,2 , 蔺淑涵 1^,2

油气藏评价与开发 | 油气勘探 2026,16(5): 974-982

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油气藏评价与开发 |油气勘探 2026 , 16 (5) : 974 -982

鄂尔多斯盆地东南部深层高阶煤储层孔隙结构及含气性

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张晨萱1^,2, 刘桂珍1^,2, 高荣晖1^,2, 野乐俊1^,2, 韩铭1^,2, 蔺淑涵1^,2

作者信息

¹　西安石油大学地球科学与工程学院，陕西　　西安　710065

²　西安石油大学陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西　　西安　710065

通讯作者:

刘桂珍（1976—），女，博士，副教授，主要从事非常规油气地质方面的研究。地址：西安市鄠邑区五竹街道沣京路560号西安石油大学，邮政编码：710065。E-mail： liuguizhen509@xsyu.edu.cn

作者简介:

张晨萱（2004—），男，本科，主要从事非常规油气地质方面的研究。地址：西安市鄠邑区五竹街道沣京路560号西安石油大学，邮政编码：710065。E-mail：yunmeng2233@qq.com

Pore structure and gas-bearing properties of deep high-rank coal reservoirs in southeastern Ordos Basin

CHENXUAN ZHANG1^,2, GUIZHEN LIU1^,2, RONGHUI GAO1^,2, LEJUN YE1^,2, MING HAN1^,2, SHUHAN LIN1^,2

Affiliations

¹ School of Earth Science and Engineering, Xi’an Petroleum University, Xi’an, Shaanxi 710065, China

² Shaanxi Key Laboratory of Petroleum Accumulation Geology, Xi’an Petroleum University, Xi’an, Shaanxi 710065, China

出版时间: 2026-09-26 doi: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2025145

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关键词

鄂尔多斯盆地东南部 / 深层煤层气 / 孔隙结构 / 赋存状态 / 8号煤

Key words

southeastern Ordos Basin / deep coalbed methane (CBM) / pore structure / occurrence state / No. 8 coal seam

引用本文

张晨萱, 刘桂珍, 高荣晖, 野乐俊, 韩铭, 蔺淑涵. 鄂尔多斯盆地东南部深层高阶煤储层孔隙结构及含气性. 油气藏评价与开发, 2026 , 16 (5) : 974 -982 . DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2025145

CHENXUAN ZHANG, GUIZHEN LIU, RONGHUI GAO, LEJUN YE, MING HAN, SHUHAN LIN. Pore structure and gas-bearing properties of deep high-rank coal reservoirs in southeastern Ordos Basin[J]. Petroleum Reservoir Evaluation and Development, 2026 , 16 (5) : 974 -982 . DOI: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2025145

正文

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“煤层气”是指煤岩自身生成或其他气源运移而赋存于煤岩中，游离态和吸附态并存，且游离气含量高，通过储层改造可快速产气并能获得工业化开采的烃类气体^[1]。深层煤层气在储层类型上与浅层煤层气相似，在天然气赋存特征上与页岩气相似，在开发方式上与页岩气、致密气相似，是一种特殊类型的非常规天然气资源。有学者将煤层气定义为以煤作为储集岩且处于开采经济技术极限深度以下煤层中的天然气，这个极限深度一般是1 500 m^[2]。关于深层煤层气埋藏深度的界定，业内前沿未形成统一认识，有强调1 500 m以深^[3-4]，也有强调2 000 m以深^[5-8]，还有强调以“临界深度”为限，由于“临界深度”在不同盆地、同一盆地不同构造带深度不一，所以是个动态数据。据估算，煤岩吸附能力的转折深度一般约1 500 m^[7]，因此1 500 m符合考虑当前经济技术条件下煤炭开采极限深度和煤岩吸附能力的双重约束。

深层煤层气是非常规油气的重要组成部分。据估算，1 500 m以深的煤层气资源量约为50×10¹²m³，是浅层煤层气资源量的2.4倍^[9]。深层煤层气具有多相态赋存特征，不仅有吸附气，还有游离气，且游离气占比可达20%~50%^[10]，这一特性使得深层煤层气在开采时，压后开井即可迅速实现高产，无需像浅层煤层气开发那样经历漫长的排水过程，经济效益远超传统浅层煤层气开发模式^[11]。然而，深层煤储层的开发面临诸多严峻挑战，其处于“高地温、高储层压力、高地应力”的三高环境，且具有较强的非均质性^[12]。在深埋藏环境中，气体以吸附态、游离态和溶解态等多种相态共存。其中，游离气的占比有所提高，这赋予深层煤层气同时具备常规与非常规双重地质属性^[13]。

鄂尔多斯盆地东南部本溪组8号煤储层属于高阶煤储层（R_o>2.5%，R_o为镜质体反射率），经历了深变质演化，具有复杂孔隙网络。孔隙系统呈现跨尺度特征，微孔占比高达99%，1~10 μm过渡带孔隙连通性较差，导致储气空间预测误差超过30%^[14]。此外，高地应力对煤储层孔隙结构影响显著，渗流孔隙度随围压的增加呈负指数型下降，当围压由5 MPa增至40 MPa时，降幅可达62%。这些复杂因素相互交织，极大地增加了煤储层评价与开发方案优化难度，严重制约了深层煤层气高效开发。

高阶煤具有生气量大、甲烷吸附能力强的特征，也是煤层气富集的物质基础^[15]，埋藏深度、地质构造（含构造应力场）、煤体结构等决定高阶煤储层渗透率^[16]，是煤层气富集关键主控因素^[17]。大宁—吉县地区作为中国首个实现1 500 m以深煤层气商业化开发示范区，其深层8号煤层（埋深介于1 500~2 400 m）在开发实践中成绩斐然^[5，18]，单井日产量突破10×10⁴ m³，探明地质储量超1 100×10⁸ m^3[19]。该区块具有煤阶高、镜质体反射率（R_o）普遍大于2.8%、游离气占比高特点，呈现出“吸附-游离”双模态储集特征，且地层压力系数介于1.0~1.2，含气量较浅层煤层气提升2倍^[15]。这些特征使大宁—吉县区块成为研究深层煤层气高效开发的典型实例，对其开展深入研究，对于深层煤层气的开发具有重要的参考意义^[14，20-21]。

本文重点讨论深层高阶煤储层孔隙结构特征，通过对高阶煤储层多尺度孔隙结构进行精细化表征，并分析孔隙结构对深层高阶煤储层游离气与吸附气赋存的影响。该研究为深层高阶煤储层中煤层气高效开发靶区的优选提供理论依据，对于推动中国煤层气产业向深层领域拓展具有重要的理论和实践价值。

1　地质背景及样品

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1.1　地质概况

研究区位于鄂尔多斯盆地东南缘，构造处于晋西挠褶带南端及伊陕斜坡，区内总体为向西倾斜的单斜构造，局部发育鼻状隆起带（图1a）。

研究区内主力煤层为本溪组顶部8号煤层（图1b），主要由海陆过渡相潮坪-潟湖沉积环境下泥炭堆积形成。8号煤层埋藏深度介于1 500~2 300 m，煤层连续性好，厚度介于3~15 m，平均12 m，纵向上夹矸1~2层，整体完整性较好，煤体结构以原生煤体结构为主。

1.2　煤样基础参数

煤岩样取自吉县地区8号煤层，均通过钻井取心获得，采样点平面上分布于西部平缓带，测试结果见表1。取样深度介于1 888~1 890 m，以光亮煤—半亮煤为主，镜质组含量介于60.5%~62.7%。镜质体最大反射率介于2.90%~3.17%，属高阶煤。工业组分具有低水分、低挥发分、中低灰分特征（表1），煤样测试平均孔隙度为5.74%，平均渗透率为0.052 8×10^-3 μm²，属低孔，低渗煤储层。

2　深层高阶煤储层孔隙结构特征

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2.1　孔隙类型

研究区8号煤层主要发育半亮煤—半暗煤，夹亮煤和镜煤（图2a、图2b、图2c），煤层坚硬，煤岩中面割理发育（图2b、图2c）。主要孔隙类型为有机质孔和微裂缝，有机质呈长条带状展布（图2d），部分纳米级、微米级孔隙呈圆状、椭圆状（图2e），煤岩中微裂缝呈长条带状发育（图2f），孔隙中部分充填黏土矿物和黄铁矿（图2g），碳酸盐矿物发育，与有机质直接接触，孔隙发育具有定向性（图2h），孔隙中充填的矿物微裂缝发育（图2i）。

2.2　基于流体侵入的孔隙结构定量表征

分别采用高压压汞、液氮（N₂）和CO₂吸附实验测试表征不同尺度孔隙结构。孔径分类划分为微孔（孔径小于2 nm）、介孔（孔径介于2~50 nm）、宏孔（孔径大于50 nm）。针对各测试方法特点，选取测试方法最优孔径下限作为拼接孔隙，即压汞测试优势孔径范围为50 nm 以上（利用孔隙体积与阶段进汞饱和度的乘积求取各孔径段孔隙体积），低温N₂吸附测试优势孔径范围介于2~50 nm，CO₂ 吸附法优势测试孔径小于2 nm。因此，选取2 nm和50 nm为CO₂ 吸附、低温N₂吸附和高压压汞3种方法测试孔隙孔径拼接点^[22]。

2.2.1　CO₂ 吸附实验

CO₂吸附法主要表征微孔（孔径小于2 nm的孔隙）吸附特征，吸附量均随相对压力（p/p_₀，p为实验中测得的平衡压力，即CO₂气体在样品腔中达到吸附平衡时的实际分压，p₀为实验温度下CO₂的饱和蒸气压力）增加而上升（图3a）。其中W3样品吸附量在各压力点都高于其他样本，表明其对CO₂的吸附能力最强；W4样品吸附量相对最低，吸附能力较弱。前期曲线斜率较大，意味着在较低压力下吸附速率较快，之后随着压力的增加，曲线斜率变小，吸附速率趋于平缓，显示出吸附逐渐接近饱和状态。

CO₂吸附测试结果显示，样品的孔径主要分布在 0.4~0.7 nm，该区间对应比表面积与孔容的优势区间，是主要吸附气赋存空间（图3b、图3c）。煤岩微孔样品基于DR方程计算微孔比表面积（DR-SSA）介于128.098~215.934 m²/g，平均值为175.443 m²/g，CO₂吸附法测定的基于DA方程计算微孔体积（DA-TPV）介于0.036~0.068 cm³/g，平均值为0.054 cm³/g（表2），整体上，微孔比表面积和微孔总孔体积均表现出随孔径增加而增大的趋势，且二者呈现一样的趋势。

2.2.2　N₂吸附实验

采用低温N₂吸附实验来表征2~50 nm 介孔与宏孔的孔隙结构特征。高阶煤样低温 N₂ 吸附/解吸等温线整体呈现出“S”型特征（图4a）。当相对压力小于0.8时，吸附曲线趋于平缓，表明单分子层吸附过程已完成，开始了多分子层吸附过程。但气体吸附率随着相对压强逐渐增加，当相对压力大于0.8时，增长速率上涨，到达近乎饱和状态。表明孔隙形态为两端开放的平行板孔和狭缝型孔^[23]；当相对压力为0.5 时，解吸曲线有急剧下降拐点，说明煤储层发育一定数量“墨水瓶”形孔。

孔隙比表面积增量与孔容增量均随孔径变化呈单峰分布，峰值主要介于3.4~4.3 nm（图4b、图4c、表3）。

2.2.3　高压压汞实验

深层高阶煤储层毛细管压力曲线呈“直立状”，整体表现为排驱压力高，接近5 MPa。当毛细管压力小于5 MPa时，压汞曲线近似直立，进汞量几乎不增加；当毛细管压力介于10~50 MPa，进汞量逐渐增大；当毛细管压力大于50 MPa时，进汞量快速增加，但整体上最大进汞饱和度低，平均仅为38.9%（图5a），表明该类样品以发育孔径不大于50 nm的微孔和介孔为主，而孔径大于50 nm的宏孔和裂隙相对比较少，但这些少量宏孔对储层的渗透率贡献最大（图5b），其比表面积主要由微孔和介孔提供（表4）。

2.2.4　孔隙结构综合对比

基于压汞、低温N₂吸附和 CO_２吸附实验计算出宏孔、介孔和微孔各孔径对应的孔隙体积，按照将各测试重叠区实验介质体积相等的孔径作为衔接孔径、弱化渗流孔径表征分歧为原则，进行煤样全尺度孔径拼接。其中，将孔径2 nm、50 nm 分别作为CO₂吸附法与低温 N₂ 吸附法、低温 N₂ 吸附法与压汞分析的界限。首先，根据各个实验可信且相邻重叠区间，根据高压压汞、低温N₂吸附及CO₂吸附3种测试方法特点，结合数据可信区间重叠范围与仪器精度，确定孔径拼接窗口为2 nm和50 nm。在界定拼接间和重叠区后，取 CO₂ 数据中最大孔径点（如1.8 nm）到 N₂ 数据中最小孔径点（如 2.2 nm）之间的区域，确保覆盖衔接（如2 nm）。实际范围根据具体仪器的有效检测限和数据点密度调整，对于对应数据重叠范围进行积分确定重叠窗口内的数据孔隙体积；符合“体积相等原则”。根据“弱化渗流孔径分歧”原则对重叠区两侧原始数据进行插值使得数据表现平滑采取数学上的加权平均融合，对于重叠区内的每一个孔径点D_i有对应的融合值如下：

F_i= W₂(D_i) × N₂_scaled(D_i) + [1 - W₂(D_i)] × MIP(D_i)（1）

式中：F_i为第i个孔径点D_i对应的融合值；D_i为第i个孔径点；W₂（D_i）为孔径点D_i处N₂吸附数据的权重函数；N₂_scaled（D_i）为标准化后的N₂吸附法在孔径点D_i处的孔隙体积数据；MIP（D_i）为压汞法在孔径点D_i处的孔隙体积数据。

权重函数 W₂（D_i）的根据：W₂（D_i）在重叠区起始点（靠近N₂优势区，如45 nm）取值1，表示完全信任N₂数据。W₂（D_i）在重叠区结束点（靠近MIP优势区，如55 nm）取值0，表示完全信任MIP数据。在两点之间光滑过渡。这是针对压汞法因喉道控制（渗流特性）与气体吸附法因腔体表征在重叠区产生系统性差异的问题所采取的数据融合策略。其核心操作是在选定的重叠窗口内，使用光滑变化的权重函数对两种方法缩放后的数据进行加权平均，从而强制实现拼接曲线的平滑过渡，特别弱化压汞数据中可能存在的渗流孔径突变点的影响，最终获得1条连续、完整的全孔径分布曲线。对区内煤储层孔隙结构全尺度精细定量表征（图6），孔径整体呈连续性分布，孔隙发育表现为多峰态特征，其中，微孔孔径在0.4~0.7 nm处出现明显优势峰。微孔（孔径小于2 nm）孔容占比最大，体现出研究区8号煤层以微孔为主，同时发育少量的介孔和宏孔。

3　深层高阶煤流体赋存特征

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深层煤层气具有“含气量高、含气饱和度高”的特征^[24-25]。区内8号煤层实测含气量介于28.39~35.85 m³/t，平均27.30 m³/t；等温吸附实验测试8号煤层V_L（兰氏体积）介于26.09~29.52 m³/t，平均27.30 m³/t，p_L（兰氏压力）介于1.51~2.75 MPa，平均2.16 MPa（表5），计算吸附气含气饱和度介于116%~150%，变化比较大，总体上处于过饱和状态。等温吸附曲线进一步揭示，随着镜质体反射率的增加，高阶煤吸附量增加（图7）。

深层煤层气主要以吸附态和游离态赋存于煤岩孔隙和裂隙中，只有极少一部分以溶解态存在。吸附气主要吸附于煤基质和无机矿物颗粒表面^[26]，游离气主要充填于大孔隙和裂缝中。利用核磁共振测试表征煤样内孔隙水的赋存（可动或束缚）状态，获取深层煤可动流体孔隙率^[27]，因此可以假设深层煤储层不产水情况下，大孔隙中充满游离气。研究区8号煤层核磁谱显示在饱水状态下整体形态为驼峰型（图8）。T₂（横向弛豫时间）谱曲线存在2个峰，第一个峰集中分布在 0.05~2.00 ms，为微小孔；第二个峰指示了煤样中发育着渗流孔隙（T₂谱介于 5~30 ms）和微小裂隙（T₂谱大于30 ms），流体可以在部分渗流孔隙和裂隙中自由流动，离心后能够被甩出^[28-29]。

该样品中的3个谱峰分别反映了3种孔裂隙类型分布。其中，微小孔峰值最高，说明微小孔最发育；中大孔峰值较低，且在离心后部分谱峰消失，说明中大孔发育相对较少，但具备一定的连通性，可使部分自由流体离出；微小孔和中大孔两峰之间不连续，说明这两类孔隙间连通性差，而中大孔和裂隙两峰间的连续性好，说明这两类孔隙间连通性好（图8）。

煤岩孔隙结构对煤层气赋存、渗流及产出都具有一定的影响。对比核磁与全直径拼接2种方法表征煤岩储层孔隙结构特征，表现出煤岩各孔径段分布直方图与核磁共振T₂谱峰分布具有相似性，即全直径表征的微孔比例越高，则T₂谱中微孔的谱峰和谱面积也越大，且小于2 nm的微孔和大孔之间出现分布间断，在核磁上体现出了2类孔隙不连续性，因此2种方法表征孔隙结构具有一致性。

研究区综合分析认为8号煤层以微孔为主，微孔比表面积占有99%以上，伴有介孔、宏孔、微裂缝发育；深层高阶煤含气量仍以吸附气为主，吸附能力仍是含气量的主控因素。宏孔和微裂缝为游离气提供了储集空间，深层煤层气整体处于过饱和状态，普遍发育游离气，且具有高含气饱和度。

4　结论

收起

1）深层高阶煤岩储层8号煤层主要为半亮煤—半暗煤，夹亮煤和镜煤，具有低孔、低渗特征。孔隙类型主要为有机质孔和微裂缝，有机质孔呈短条带状展布，部分纳米级、微米级孔隙呈圆状、椭圆状，煤岩中微裂缝呈长条带状发育。

2）CO₂吸附实验表明，0.4~0.7 nm 孔径的微孔占据绝对优势，提供了大量吸附比表面，为煤层气吸附提供场所。N₂吸附表明，介孔以 3~5 nm 孔径为主，是煤层气扩散和渗流的重要通道，连接着微孔和宏孔，起到桥梁作用。高压压汞表征结果显示，样品中大于 50 nm的孔隙占比偏少，但这类孔隙主要提供游离气储集空间和渗流通道，有利于游离气赋存。

3）深层高阶煤储层微孔、介孔、宏孔均连续发育，孔隙体积呈多峰态特征，其中微孔呈“台阶式”高峰，其中微孔（小于2 nm）占有优势孔比表面积和孔容积，而介孔（2~50 nm）相对比较少，宏孔（大于50 nm）和微裂缝有一定比例发育。

4）研究区8号煤层以微孔为主，微孔比表面积占99%以上，伴有介孔、宏孔、微裂缝发育；深层高阶煤含气量仍以吸附气为主，吸附能力仍是含气量的主控因素，宏孔和微裂缝为游离气提供了储集空间，深层煤层气整体处于过饱和状态，普遍发育游离气，且具有高含气饱和度。

参考文献

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文献

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2026年第16卷第5期

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doi: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2025145

接收时间：2025-06-26
首发时间：2026-10-30
出版时间：2026-09-26

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收稿日期：2025-06-26

基金

作者信息

¹　西安石油大学地球科学与工程学院，陕西　　西安　710065

²　西安石油大学陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西　　西安　710065

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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样品编号	工业组分/%	有机组分/%	无机组分/%	镜质体反射率/%	孔隙度/%	渗透率/10^-3 μm²
W1	0.69	10.56	6.13	82.63	62.7	29.5	3.6	0.6	0.4	3.2	3.07	5.81	0.086 1
W2	0.63	8.81	6.34	84.23	61.3	31.3	3.7	0.4	0.7	2.6	2.91	5.17	0.005 4
W3	0.62	14.85	6.58	77.96	60.5	31.9	4.8	0.4	0.4	2.0	3.17	6.29	0.026 8
W4	1.00	27.25	7.89	63.87	61.4	29.2	5.5	0.4	0.4	2.1	2.90	5.67	0.093 0

样品

编号

工业组分/%

有机组分/%

无机组分/%

镜质体

反射率/%

孔隙度/%

渗透率/10^-3 μm²

水分

灰分

挥发分

固定碳

镜质组

惰质组

黏土类

硫化铁类

碳酸盐类

氧化硅类

0.69

10.56

6.13

82.63

62.7

29.5

3.6

0.6

0.4

3.2

3.07

5.81

0.086 1

0.63

8.81

6.34

84.23

61.3

31.3

3.7

0.4

0.7

2.6

2.91

5.17

0.005 4

0.62

14.85

6.58

77.96

60.5

31.9

4.8

0.4

2.0

3.17

6.29

0.026 8

1.00

27.25

7.89

63.87

61.4

29.2

5.5

0.4

2.1

2.90

5.67

0.093 0

样品号	微孔比表面积/(m²/g)	微孔体积/(cm³/g)	平均孔径/nm
W1	9.162	133.249	32.050	174.460	0.002	0.037	0.016	0.055	0.524
W2	15.022	164.088	36.824	215.934	0.003	0.046	0.019	0.068	0.524
W3	15.598	143.290	24.390	183.280	0.003	0.040	0.011	0.055	0.501
W4	12.432	109.158	6.508	128.098	0.002	0.031	0.003	0.036	0.524

样品号

微孔比表面积/(m²/g)

微孔体积/(cm³/g)

平均孔径/nm

<0.4 nm

0.4~0.7 nm

>0.7 nm

小计

<0.4 nm

0.4~0.7 nm

>0.7 nm

小计

9.162

133.249

32.050

174.460

0.002

0.037

0.016

0.055

0.524

15.022

164.088

36.824

215.934

0.003

0.046

0.019

0.068

0.524

15.598

143.290

24.390

183.280

0.003

0.040

0.011

0.055

0.501

12.432

109.158

6.508

128.098

0.002

0.031

0.003

0.036

0.524

样品号	BET-SSA/（m²/g）	BJH-TPV/(cm³/g)	平均孔径/ nm
W1	0.982 6	0.097 9	0.001 4	0.563 0	0.001 0	0.000 5	0.000 2	0.002 0	3.876 0
W2	0.777 4	0.129 1	0.002 8	0.401 0	0.000 9	0.000 5	0.000 3	0.002 0	3.849 0
W3	0.955 9	0.116 5	0.002 1	0.488 0	0.001 1	0.000 5	0.000 4	0.002 0	4.205 0
W4	0.588 0	0.075 0	0.000 9	0.438 0	0.000 7	0.000 3	0.000 3	0.001 0	3.968 0

样品号

BET-SSA/（m²/g）

BJH-TPV/(cm³/g)

平均孔径/

2~<10 nm

10~50 nm

>50 nm

小计

2~<10 nm

10~50 nm

>50 nm

小计

0.982 6

0.097 9

0.001 4

0.563 0

0.001 0

0.000 5

0.000 2

0.002 0

3.876 0

0.777 4

0.129 1

0.002 8

0.401 0

0.000 9

0.000 5

0.000 3

0.002 0

3.849 0

0.955 9

0.116 5

0.002 1

0.488 0

0.001 1

0.000 5

0.000 4

0.002 0

4.205 0

0.588 0

0.075 0

0.000 9

0.438 0

0.000 7

0.000 3

0.001 0

3.968 0

样品编号	孔隙率/%	排驱压力/MPa	退汞效率/%	孔径比例/%	比表面积/(m²/g)	孔容/(cm³/g)
W1	5.81	2.057	88.4	94.37	5.63	36.4	36.1	0.35	0.042 6	0.040 2	0.002 4
W2	5.17	8.267	91.0	96.16	3.84	30.0	29.7	0.29	0.036 4	0.035 0	0.001 4
W3	6.29	4.129	95.2	96.61	3.39	35.8	35.6	0.24	0.044 2	0.042 7	0.001 5
W4	5.67	5.501	91.8	96.28	3.72	25.8	25.6	0.18	0.037 6	0.036 2	0.001 4

样品

编号

孔隙率/%

排驱压力/MPa

退汞效率/%

孔径比例/%

比表面积/(m²/g)

孔容/(cm³/g)

≤50 nm

>50 nm

S₁

S₂

V₁

V₂

5.81

2.057

88.4

94.37

5.63

36.4

36.1

0.35

0.042 6

0.040 2

0.002 4

5.17

8.267

91.0

96.16

3.84

30.0

29.7

0.29

0.036 4

0.035 0

0.001 4

6.29

4.129

95.2

96.61

3.39

35.8

35.6

0.24

0.044 2

0.042 7

0.001 5

5.67

5.501

91.8

96.28

3.72

25.8

25.6

0.18

0.037 6

0.036 2

0.001 4

样品编号	层位	深度/m	兰氏压力/MPa	兰氏体积/(m³/t)	理论含气量/(m³/t)	总含气量/（m³/t）	吸附气含气饱和度/%
W1	8号煤层	1 888.20	2.41	27.540	24.48	28.39	116
W2	8号煤层	1 888.80	1.51	26.091	24.20	35.85	148
W3	8号煤层	1 889.41	1.98	29.517	26.78	35.66	133
W4	8号煤层	1 890.65	2.75	26.127	22.87	34.43	150

样品编号

层位

深度/m

兰氏压力/MPa

兰氏体积/(m³/t)

理论含气量/(m³/t)

总含气量/（m³/t）

吸附气含气饱和度/%

8号煤层

1 888.20

2.41

27.540

24.48

28.39

116

8号煤层

1 888.80

1.51

26.091

24.20

35.85

148

8号煤层

1 889.41

1.98

29.517

26.78

35.66

133

8号煤层

1 890.65

2.75

26.127

22.87

34.43

150