第一章 煤层气勘探开发现状及研究基础 1
第一节 国外煤层气产业发展状况及启示 1
一、美国煤层气产业发展 1
二、其他国家煤层气产业发展 4
第二节 中国煤层气产业发展历程及理论技术研究现状 5
一、中国煤层气产业发展历程 6
二、中国煤层气基础研究新进展 6
三、中国煤层气勘探开发技术现状和进展 10
第三节 中国煤层气勘探开发面临的关键科学技术问题 12
第二章 煤层气的成因类型及判识标准 14
第一节 煤层气的地球化学特征及其与天然气的差异性 14
一、样品测试方法 14
二、煤层气的组分构成与基本特征 14
三、煤层气的同位素组成与分布范围 15
四、煤层气与常规天然气同位素组成的差异及其特殊性 16
第二节 影响煤层气甲烷碳同位素指标的主要因素 18
一、煤层气甲烷碳同位素的解吸分馏作用 18
二、次生生物气的生成对煤层甲烷碳同位素组成的影响 20
三、煤岩显微组分的含量变化对煤层甲烷碳同位素组成的影响 22
第三节 煤层气成因类型划分和地球化学示踪指标体系 22
一、原生生物成因煤层气 23
二、热降解煤层气 24
三、热裂解煤层气 27
四、次生生物成因煤层气 29
五、混合成因煤层气 32
六、煤层气成因类型的示踪指标体系 37
第四节 次生生物气的特征与形成机制 37
一、次生生物气的特征 38
二、煤岩有机地球化学与微生物降解特征 38
第三章 煤层气有利储层表征及控制因素 54
第一节 煤储层储集空间特征 54
一、煤储层孔隙系统 54
二、煤储层裂隙系统 61
第二节 有利煤储层表征与数学模型 66
一、煤储层孔隙系统模型 66
二、煤层气储层非均质性模型 78
第三节 有利煤储层成因机理与控制因素 82
一、有利煤储层沉积成岩控制作用 82
二、煤化作用过程孔渗性变化 92
三、煤储层构造应力应变响应 96
四、盆地演化对煤储层物性的控制作用 106
第四章 地层条件下煤的吸附特征与吸附模型 111
第一节 温度、压力综合影响下煤吸附特征的实验研究 112
一、等温吸附实验研究 112
二、变温变压吸附实验研究 113
第二节 地层条件下煤的吸附特征 116
一、温度对煤吸附能力的影响 116
二、温度和压力综合影响下煤的吸附性能 117
三、地层条件下煤吸附能力变化的机理解释 122
第三节 地层条件下煤吸附模型 122
一、煤对甲烷的吸附特征曲线 122
二、高压等温吸附实验特征曲线及对k值的修正 124
三、建立吸附模型 127
第四节 模型检验及应用 128
一、用不同温度等温吸附试验结果检验模型 128
二、变温变压实验结果与模型 130
三、沁水盆地不同埋深、煤变质条件综合影响下的煤吸附量 131
四、科学及应用价值 137
第五章 煤层气成藏动力学条件与聚散机制 139
第一节 煤层气成藏的构造动力条件 139
一、盆地构造演化奠定了煤层气成藏基础条件 139
二、盆内构造分异导致煤层气成藏构造动力条件复杂化 141
三、构造动力对煤储层的改造控制了煤层气高渗区段分布格局 145
四、构造动力条件组合控制了煤层气成藏分布基本格局 149
第二节 煤层气成藏热动力条件与聚散历史 149
一、石炭系 二叠系煤层受热历史 149
二、燕山中期构造热事件及其热动力来源 152
三、煤层气聚散历史数值模拟 154
四、热动力条件对煤层气成藏效应的控制作用 162
第三节 地下水动力系统与煤层气聚集关系及其机制 163
一、水文地质单元边界及其内部构造差异性与煤层气聚散特征 163
二、地下水动力条件分区分带与煤层含气性特征 167
三、地下水地球化学场与煤层气保存条件 170
四、地下水水头高度与煤层含气性特征 174
五、地下水动力条件控气效应及其显现形式 177
六、水动力条件与煤层气富集区的关系 179
第四节 煤层气成藏动力条件耦合控藏效应 183
一、地质动力条件耦合控藏效应分析思路 183
二、表象动力条件叠合控藏作用 184
三、煤层气能量动态平衡系统及其地质演化过程 188
四、煤层气成藏效应与聚散模式 195
第六章 煤层气藏形成与分布 211
第一节 煤层气藏的含义与类型 211
一、煤层气藏含义 211
二、煤层气藏与常规天然气藏的差异性对比 211
三、煤层气藏的边界及类型 212
四、煤层气藏类型 217
第二节 中高煤阶煤层气成藏过程及成藏机制 220
一、煤层气成藏研究的理论基础 220
二、典型煤层气藏成藏机理分析 225
三、不同地质背景下煤层气藏成藏模式 248
第三节 高低煤阶煤层气成藏机理对比及成藏有利条件分析 251
一、高低煤阶煤层气藏形成的气源条件对比 251
二、高低煤阶煤层气藏形成的储集条件对比 255
三、高、低煤阶煤层气藏形成的赋存特征对比 259
四、高、低煤阶煤层气成藏过程对比 262
五、高、低煤阶煤层气藏水文地质条件对比 265
第四节 煤层气富集控制因素及分布规律 273
一、构造控藏及关键时刻 273
二、煤层顶、底板及上覆地层有效厚度控藏 277
三、向斜富集理论 281
第七章 煤层气技术可采资源评价及预测 286
第一节 煤层气资源量分类系统 286
第二节 煤层气技术可采资源预测方法 288
一、煤层气可采性影响因素分析 288
二、煤层气重要参数确定方法 292
三、煤层气技术可采资源量预测方法 307
第三节 中国煤层气技术可采资源潜力分析 313
一、中国煤层气富集单元划分 313
二、中国煤层气技术可采资源量预测成果 324
三、中国煤层气技术可采资源分布特征 334
第八章 煤层气有利区的地震预测技术 338
第一节 煤层气赋存的主要地质属性分析及预测 338
一、煤层埋深的地震探测 338
二、煤层厚度的地震反演 338
三、利用地震多属性分析技术反演煤层顶板岩性 340
四、煤层含气性分布预测的地震波形分类技术 346
第二节 煤层裂隙的多波地震响应及预测 349
一、煤层中直立裂隙的多波地震响应 349
二、煤层中直立裂隙的多波地震探测 351
第三节 AVO反演及煤层气富集区预测 365
一、AVO理论的动力学依据 365
二、使用AVO探测煤层气的依据 366
三、控制煤层气富集的主要地质参数的AVO响应 367
四、煤层气富集区的AVO响应 369
五、煤层气富集区的三参数AVO方法 372
六、煤层气富集区的三参数AVO预测 374
第九章 煤层气开发地质条件综合评价 377
第一节 中国煤层气资源开发有利区选择 377
一、中国煤层气资源概况 377
二、煤层气开发有利区综合评价与优选 381
第二节 重点盆地煤层气富气带（目标区）的评价与优选 384
一、选区评价方法、参数体系与评价标准 384
二、重点含煤盆地煤层气富气带（目标区）评价 406
第十章 煤层气开采过程中解吸－渗流机理与开发方式优选 414
第一节 煤岩在多相介质中的弹性力学性质 414
一、多相介质煤岩体的三轴力学实验 414
二、实验原理 416
三、多介质煤岩体三轴力学特征 417
四、体积压缩系数和体积模量 420
第二节 开采过程中煤储层渗透性变化规律 421
一、煤岩渗透率测试 421
二、煤层变形介质自调节效应模型 427
第三节 开采过程中煤层气的解吸－渗流机理 430
一、煤层气产出特征分析 430
二、煤层气解吸动力学特征及解吸行为研究 432
三、多孔煤介质中煤层气渗流机理研究 439
第四节 典型煤层气藏开发方式优选 446
一、不同开发方式煤层气生产动态分析 446
二、开发方案对比 451
第十一章 煤层气增产机理及应用效果 454
第一节 水力压裂增产机理 454
一、水力压裂增产机理实验研究 454
二、水力压裂井压裂裂缝展布特征 470
三、水力压裂裂缝展布模型 475
四、提高水力压裂效果的措施和技术优选 488
第二节 多分支水平井开采增产机理 492
一、煤层气多分支水平井开采的数学模型和数值模型 492
二、煤层气多分支水平井增产机理研究 506
三、煤层气多分支水平井的应用条件及经济性分析 514
第三节 应用实例及其效果分析 516
一、压裂井的现场实施及压裂效果分析 516
二、多分支水平井的现场实施及效果分析 521
结束语 523
参考文献 525