煤成气成因及其勘查的得与失

1983年6月，我在《地球》杂志上刊登了“煤成气——潜在的能源”科普文章，那是在东明凹陷蔡庄构造煤成气勘查突破之后写的。

早在1982年2月，国家计委、能委在京联合召开了加快天然气勘探开发座谈会，到会的地学界前辈黄汲清、张文佑、关士聪等着重提到了我国有较好的煤成气赋存地质条件，并指出了勘探前景。

煤成气是煤层和煤系地层，在煤化作用过程中主要由腐植型有机质形成的天然气，因同煤有关，故称煤成气。

含煤地层经过地质演化，从生物化学作用（泥炭阶段）到物理化学作用（成煤阶段），主要决定于温度和持续煤化时间，使其不断释放出烃类、二氧化炭和水。其中天然气占优势，甲烷含量可高达95%以上，甲烷的同系物重烃一般不超过百分之几或百分之十几，所生成的煤成气一部分被吸附在煤层、碳质页岩和附近围岩中（亦称瓦斯气）；而另一部分则脱离生气母质游离出来，运移到具有不渗透盖层的储集构造内，经富集而形成了煤成气藏。

据国外研究资料，从泥炭到褐煤每吨煤产生68立方米气，从泥炭到肥煤每吨煤产生230立方米气，从泥炭到无烟煤每吨煤产生400立方米气，可见煤能成为天然气的源岩。

东明凹陷煤成气勘探获得成功。从地质条件来看，该凹陷在新生代地层之下深埋有石炭一二叠纪煤系地层，已达到焦煤—无烟煤变质阶段而成为煤成气的气源岩。在老第三系底部发育有厚达200米的盐膏层，成为聚集煤成气藏的极好的区域盖层。这一独特的地质环境构成了盐下聚集煤成气，盐上聚集油成气。

首先是东指，在东明凹陷中央隆起带东部的文留地区发现文留气藏，气体甲烷含量大于95%，而成为文留煤成气田。同样，上述谈到的蔡庄开33井与文留的地质条件基本是一致的。

1982年12月，我在《石油实验地质》上发表的“勘探地堑构造是发现煤成气的重要途径”文章中曾指出：裂谷作用进一步演化而形成的地堑构造，使煤层深埋而处于高地温条件下，这对加速煤化作用并运移成藏十分有利，加之有良好的区域盖层便构成了富集的煤成气藏。

当我们把勘探重点从东明凹陷转向南华北周口坳陷时，煤成气勘探却失败了。其主要原因便是周口坳陷不具有东明凹陷那种得天独厚的地质条件。

据统计，五普在周口坳陷总共投入了近6万米钻探工作量，完井20口。结果事与愿违，所揭露的石炭、二叠纪煤系地层，由于长期暴露风化保存条件极差，加之没有遵循客观地质规律而继续盲目施工，结果井井未见煤成气，其教训是多么严重，吃一堑，长一智，今日之失，必为后日之得也！后来，华北石油地质局陈晓东等对煤成气的勘探与研究展开了颇有成效的工作，取得了突破性进展。回忆这段难忘岁月，深感在人生旅途中十全十美的事总是难能可得。

油踪纪程：油气勘查50年随想