杭州铭略建设工程有限公司 浙江杭州 311400
摘要：何为煤层气？煤层气就是大众日常熟知的瓦斯，瓦斯和普通的天然气不同，瓦斯常年存在于地层结构和煤层之中。随着我国不可再生资源的日益紧缺，煤层气已然成为了一种稀缺的清洁能源，鉴于此，在开采煤层气资源的过程中，一定要结合实际的地质构造和水文情况，有效控制煤层气的赋存。本文主要分析在水文地质勘探工作中的煤层气赋存控制作用。
关键词：水文地质；煤层气；赋存；控制作用
引言：纵然瓦斯泄露对日常的生产经营以及公众的安全有一定的危害，但是煤层气却并非只有坏处。相比其他资源而言，煤层气燃烧后只排除少量的二氧化碳和水，所以说，煤层气是一种较为新颖的清洁能源。鉴于此，为了提高煤层气的开采效果，有必要对煤层气形成的水文地质条件进行有效控制。
一、当前煤层气开发和利用现状以及其重要性
结合前文可知，煤层气在燃烧后只生成二氧化碳和水，可以说，煤层气是一种清洁能源。当前，随着世界可燃资源储备量的逐渐降低，天然气、煤矿等资源已经很难满足当前的资源消耗现状。鉴于此，一定要采取多种方式对煤层气进行科学开采。就我国的煤层气开采技术而言，我国还处于初步研究和侦测阶段。为了提高我国的煤层气开采技术，政府和有关部门不仅投入了大量的科研资金同时还为研究煤层气勘测和开采的技术公司提供了一系列的政策红利扶持。综合来看 ，对煤层气资源进行合理、科学以及可持续开发对促进我国经济发展和能源结构优化具有非常重要的作用，其重要性表现在以下几方面：第一，对煤层气的合理和科学开发可以有效弥补我国目前的资源缺口。我国不仅是一个人口大国 ，同时也是一个资源利用大国，开发一些可再生清洁能源可以有效缓解我国资源匮乏的局面。第二，对煤层气资源的合理开发有助于优化我国的能源结构。虽然政府和各级部门都非常重视对可再生资源的勘察工作，但是就我国的能源结构而言，如煤炭、石油等不可再生资源依然占据很大的比例，而对煤层气资源的开发可以有效优化我国的能源利用结构，对我国的经济发展有着非常重要的意义。第三，经济的发展离不开能源的支持，我国的能源消费缺口也在逐渐上升，缺口的上升必然引发各类环境问题。鉴于此，对煤层气资源进行开发还可以保护我国的生态环境。
二、水文地质条件对煤层气赋存所具有的控制作用
（一）地质因素对煤层气赋存的影响以及控制策略
就煤层气在地层中的赋存状态而言，主要包含以下三种不同的形式：①吸附态：煤层气吸附于地层的有机质以及裂缝之中；②游离态：煤层气以游离分子的形式存在于煤层的缝隙以及一些较大的分子孔中；③溶解态:煤层气以小分子结构溶于地层的水分子中。一般情况下，以溶解态状态存在的煤层气浓度和煤层的矿化程度有着密切的关系，矿化度越高，煤层气的溶解度也就越低，总的来说二者之间呈现反比例关系。如果在地层中出现了断层，则会都后期的煤层气开采工作带来不便。鉴于此，在实际的煤层气勘测和开采过程中，一定要严格按照煤层气的赋存状态以及地层中是否有断层等情况进行合理开采。
例如在我国某区域进行煤层气勘测和开采的过程中，勘测技术人员先对该区域的地层情况和水文情况进行勘测，然后按照断裂带和褶皱带对区域的地质结构进行了基础划分。由于褶皱带的地层环境较为特殊，可以构成封盖构造条件，所以在褶皱带内，煤层气的储量以及容量往往较高。但是在断裂带中，由于地层断裂后，对煤层的结构产生了破坏，所以断裂带的煤层气含量和储量往往较低。此外，煤层中煤矿的类型也和煤层气的储量有着非常密切的关系，勘测人员借助仪器可以得出该煤层中的煤炭种类，一般情况下，呈中编织程度的煤层中往往含有大量的煤层气，且煤层气的浓度较高。
同时，经过科研人员的不断研究发现：煤层气的形成历经数万年，地层的运动以及地质结构的改变都会对煤层气的储量产生影响，即便是在同一片区域内，如果该区域内地层结构不同，该区域内的煤层气赋存效果也各不相同。总的来说，饱和度不足。渗透性较差以及变质程度较高是我国煤层气的基本特点。
鉴于此，为了有效改变这一状态，要结合地质因素对煤层气的赋存影响进行分析。地质结构并非一成不变的，随着时间的不断推移，可以大幅提高煤层上方的覆盖层厚度，覆盖层厚度的提升对提高煤层的气藏有着重要的作用。针对游离态的煤层气而言，煤层气藏可以大幅提高游离态煤层气的浓度，弱化其散失。此外 ，如果地层中存在抬升区域，那么该区域内呈游离态的煤层气储量较高且便于开采。但是需要注意的是，地层抬升区域形成的时间也会对煤层气的含量产生影响，抬升时间越早，煤层气的含量越高。但是值得注意的是，在一些聚煤盆地内，当其受到抬升后，会对煤层气的富集程度查产生影响。在一些易产生剥蚀的区域内，煤层气非常容易发生流失，而在一些因受到地壳运动变化被抬升的区域内，由于上覆压力骤然降低，会导致煤层气产生解析散失。
除此之外，地质构造的形态也会对煤层气的赋存效果产生一定程度地影响。例如在封闭性地质结构中，煤层气的赋存往往较好，煤层气的储量也相对较高。但是在一些开放性地质结构中，由于受到地层结构的影响，会导致大量吸附态和游离态的煤层气逸散。一般情况下，勘测人员都建议在背斜闭合区域进行煤层气开采，主要原因有两点：①背斜区域的内往外拥有较高的煤气藏，煤层气储量较高；②闭合区域内不易发生煤层气逸散，产生开采事故的概率相对较低。此外，不建议在一些刚性较高且透气性强的断层中进行开采，一方面刚性断层结构容易出现塌方事故，另一方面透气性较高不利于煤层气赋存。
（二）水文因素对煤层气赋存的影响控制因素
结合前文可知，煤层气有多种赋存形态，除了以游离态和吸附态存在之外，还有部分煤层气以溶解态存在于地层的水体之中。就前两种形态的煤层气而言，溶解态的煤层气其赋存效果往往较好。
例如在一些水动力较弱的区域内，不容易产生煤层气逸散现象，对后期的开采具有非常重要的影响。但是在一些断层地质结构内，由于水动力性较高，水源的大量流动会降低煤层气的吸附性，导致煤层气溶于水中。鉴于此，为了提高煤层气的开采效率，可以通过降低水动力等方式进行开采。除此之外，针对一些向斜地质构造的区域进行煤层气开采的过程中，由于向斜区域常年受到挤压，导致其导水性降低，导水性降低会大幅减少煤层气的游离，所以勘测人员建议在向斜区域内进行开采。同时，在一些水文条件优秀的区域内，由于水动力的存在可以很好地降低煤层气的逸散，在水动力作用下，煤层气会不自觉的有深部流向浅部，鉴于此，建议在这类区域内进行煤层气开采工作。同时，在一些发育较为缓慢的单斜区域内，其导水性往往较差，鉴于此，在针对这类区域进行煤层气开发的过程中，由于该区域非常容易形成隔水边界，所以往往都会在上浮新生界的含水层和下浮灰岩喀斯特含水层内进行煤层气开采。
总结：综上所述，随着我国不可再生能源储备含量的不断降低，可再生资源的重要性日益凸显，煤层气作为一种可再生的清洁能源，对优化我国的能源结构，弥补能源缺口、改善生态环境具有非常重要的意义和作用。基于此，一定要充分了解水文地质结构对煤层气资源的影响和控制因素，结合地质构造条件进行科学、合理开采。
参考文献：
[1]傅永帅. 基于压力恢复曲线的沁水盆地东北部太原组煤层气赋存规律研究. 2019.
[2]孙凡星, 赵钧儒, 李元敏. Study on the Occurrence and Influencing Factors of CBM in Xinjiang Wugong Coal Mine%新疆五宫煤矿煤层气赋存及影响因素研究[J]. 山东煤炭科技, 2019, 000(001):164-166.
[3]廖家隆. 苏南煤层气的赋存规律及勘探靶区优选[J]. 中国煤炭地质, 2019, 031(006):29-35,44.