文档介绍：煤层瓦斯赋存与煤储层物性特征
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一、瓦斯的化学组分
（一）烃类气体
瓦斯的主要成分是甲烷，其含量一般大于80%，其他烃类气体含量极少。在同一煤阶中，通常是烃类气体含量随埋藏深度的增大而增加，重烃气主要分布于未受风化的煤层中。此外，重烃含量与煤变质程度有关，通常中变质煤的重烃含量高，低、高变质煤的重烃含量低。
第一节煤层瓦斯地球化学特征
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（二）非烃类气体
煤层瓦斯中非烃类气体含量通常小于20%。如美国阿巴拉契亚盆地、阿科马盆地和黑勇士盆地，其煤层瓦斯中非烃类气体含量极低，远远低于10%。非烃类气体中，氮气含量约占2/3，二氧化碳约占1/3。某些煤层瓦斯的氮气和二氧化碳含量变化很大。%～%之间，%～%之间。二氧化碳易溶于水且易被地下水带走，因而此其含量受地下水活动影响较大。此外，氮气和二氧化碳含量亦受煤层埋深和煤变质程度影响。一般而言，越靠近地表，氮气和二氧化碳的含量越高；煤变质程度越高，氮气和二氧化碳的含量越低。
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二、影响瓦斯地球化学组成的地质因素
瓦斯的地球化学组成主要受煤岩组分（母质）、煤阶、生气过程、埋藏深度及相应的温压条件等因素影响。此外，水动力条件和次生作用（如混合、氧化作用）等也能够影响瓦斯的地球化学组成。
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（一）煤岩组分的影响
大多数煤归类为腐殖型干酪根，其煤岩组分以镜质组为主，并含有少量的壳质组和惰质组。壳质组通常相对富氢，是煤成油的主要显微组分，具有很高的生烃能力。有机岩石学和地球化学最新研究已证明：镜质组与Ⅲ型干酪根的热演化途径一致，主要生成甲烷和其他气体；镜质组富氢的某些组分亦可生成液态烃；惰质组的产气量比相同煤阶的壳质组和镜质组低。三种煤岩组分的烃气产率以壳质组最高，镜质组次之，惰质组最低。
对于中、高挥发分烟煤（中变质煤），腐泥型煤（Ⅰ、Ⅱ型干酪根，主要为壳质组和富氢镜质组)能够生成湿气和液态烃，而腐殖型煤（Ⅲ型干酪根，主要含镜质组)则生成较干的气体。高变质煤中的瓦斯由残留干酪根和早期生成的重烃裂解而形成。
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干酪根（Kerogen）一词最初被用来描述苏格兰油页岩中的有机质，它经蒸馏后能产出似蜡质的粘稠石油。现在为人们所普遍接受的概念是：干酪根是沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有机质。与其相对应，岩石中可溶于有机溶剂的部分，称为沥青。
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I型干酪根（称为腐泥型）：以含类脂化合物为主，直链烷烃很多，多环芳烃及含氧官能团很少，具高氢低氧含量，它可以来自藻类沉积物，也可能是各种有机质被细菌改造而成，生油潜能大，。
Ⅱ型干酪根：氢含量较高，但较Ⅰ型干酪根略低，为高度饱和的多环碳骨架，含中等长度直链烷烃和环烷烃较多，也含多环芳烃及杂原子官能团，来源于海相浮游生物和微生物，生油潜能中等，。
Ⅲ型干酪根（称为腐殖型）：具低氢高氧含量，以含多环芳烃及含氧官能团为主，饱和烃很少，来源于陆地高等植物，对生油不利，，但可成为有利的生气来源
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（二）煤化程度的影响
煤化程度是控制气体生成量和组分的重要因素。一般而言，煤变质程度越高，生成的气体量也越多。低变质煤（亚烟煤至中挥发分烟煤)生成的热成因气以二氧化碳为主，高变质煤(低挥发分烟煤及以上煤阶的煤)生成的气体主要成分为甲烷。
（三）瓦斯成因的影响
瓦斯生成包括生物成因和热成因两个过程（见图4-1，图4-2）。生物成因气和热成因气在形成时间、生成温压、母质和生气机理（有无细菌活动等）方面的差异，导致这两个过程中所生成的瓦斯组成有较大差异。
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图4-1　煤层瓦斯生成过程（据吴佩芳等　煤层气开发理论与实践，2000）
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图4-2　煤化过程中生成的甲烷（据吴佩芳等，2000）
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