煤源岩含油气系统成为找油找气新主线：100 万亿方煤层气＂家底＂如何落到可采储量？

深层煤层气正从非常规天然气的边缘类型走向天然气增储上产的主战场。资源推算口径已相对清晰，制约下一步的是可采储量的参数落实。低场核磁共振提供了一条无损、定量、可重复的路径，把"推算的资源量"转为"可标定的储层参数"。

一、背景：煤源岩含油气系统把煤从烃源岩变成储层

煤源岩含油气系统改写了煤在传统石油地质中的角色。过去煤被当作烃源岩，生成的天然气经运移到砂岩、碳酸盐岩中成藏；煤层气把煤层本身视为储层，成藏组合转为自生自储。

我国天然气探明储量和产量中，煤型气均占 57%，这一分量支持了煤从烃源岩走向储层的转向。

赋存状态的差异，是煤层气区别于传统煤层气的核心。浅层（小于 1500 m）煤层气以吸附气为主，占总含气量 90% 以上；煤层气游离气占 20%–50%，深层煤单位体积总含气量是浅层煤的 2–3 倍。

二、现状与痛点：万亿方推算与可采储量之间横着参数缺口

深层煤层气的规模突破已经出现，参数落实仍在路上。

2.1 100 万亿方的推算依赖单一假设参数

埋深超 1500 m 的深层煤炭资源量超过 5 万亿吨，按含气量 20 m³/t 推算，资源量可达 100 万亿 m³。其前提是"20 m³/t"在各类煤阶与埋深条件下普遍适用。

从现有公开数据看，这一前提仍需分区域标定：国内初步评价煤层气地质资源量达 38 万亿 m³。两套口径相差数倍，煤层气资源潜力需要更细的分层分级评价。

2.2 吸附气与游离气的比例随煤阶、埋深变化

含气量是总量概念，决定产出动态的是吸附态与游离态的分配。鄂尔多斯盆地宜川地区本溪组 8# 煤总含气量平均 30.33 m³/t，游离气占比最高 34.12%，含气饱和度测值达 102.5%–151.8%；中东部 8 号煤埋深 2000–3500 m，游离气占比 20% 以上，Ro 为 1.8%–2.5%。

这类超出常规区间的测值，公开研究倾向以过饱和状态解释，游离气计量或许仍需交叉验证。

2.3 特低孔特低渗让常规物性测试代表性不足

大吉区块太原组深部 8 号煤基质孔隙度 3.60%–6.11%（平均 3.65%），基质渗透率 0.001–0.060 mD（平均 0.016 mD），微孔比表面积占比 99% 以上。

微孔主导带来两重难题：稳态法渗透率测试周期长，对样品完整度要求高；压汞等破坏性方法无法在同一块样品上重复测量，也难以追踪孔隙演化。

2.4 探明率与产量目标之间存在量级落差

截至 2024 年底，我国累计实施煤层气专层水平井超 300 口，累计探明地质储量 5968 亿 m³，2024 年产量 27 亿 m³，预计 2025 年可达 40 亿 m³；到 2035 年具备 300 亿 m³ 以上生产潜力，约占天然气规划产量增量的 60%。另有专家预测 2035 年产量将达 400 亿–500 亿 m³。

5968 亿 m³ 探明储量与 100 万亿 m³ 推算资源量之间，隔着两个数量级。天然气增储目标能否兑现，取决于逐区块落实含气量、孔隙度、饱和度与渗透率的效率。

五大煤源岩层与五大勘探有利区，为逐层标定提供了分区索引。

三、现有解决方案：把推算参数换成可标定的储层参数

低场核磁的切入点正在于此——把资源量推算依赖的假设，替换成可实测、可跨区对比的储层参数。核磁 T₂ 弛豫可测定煤中微孔、中孔、大孔与裂隙的分布与连通关系。

吸附态与游离态的区分已有直接实验证据。原位低场核磁可在 30–70 °C 条件下定量追踪完整煤样甲烷吸附，T₂ 谱面积与气体质量呈线性关系（R² > 0.997），并产生三个特征 T₂ 峰。三峰分离意味着两类赋存状态可在同一次测量中被分别定量。

孔隙动态同样进入可测量范围。低场核磁框架可直接量化煤岩吸附诱导孔隙应变，其与吸附气含量呈线性，范围 0.0108–0.0613 g·cm⁻³；孔隙压缩性 0.0509–0.0902 MPa⁻¹。

从资源评价到工艺优化，这条链条共用同一套测量基准。

四、应用场景

基于核磁吸附气游离气含量的煤层气组分分布特征研究

图一a：自由甲烷的T2 分布呈单一峰，弛豫时间约在30‒2000 ms。图一b：总NMR振幅与自由甲烷含量呈完美线性关系，这一关系不随煤阶变化，可直接用于计算煤中游离甲烷体积。

图二不同压力下的甲烷T2 分布。图中可观察到三个明显的峰：P1（T2 ≈ 0.1‒8 ms）、P2（T2 ≈ 10‒300 ms）和P3（T2 ≈ 300‒2000 ms），实现多相甲烷的直观识别与区分。揭示了甲烷吸附压力响应规律，图中P1峰振幅随注气压力增加而显著增大，反映更高压力下更多甲烷被吸附在煤表面。

图三根据图二展示了煤样吸附甲烷振幅（P1峰）与吸附甲烷含量之间的关系，呈优异的线性关系，相关系数高于0.99。这一线性关系表明，吸附甲烷含量可以直接通过P1峰振幅乘以一个标定系数来定量表征。

煤源岩含油气系统把煤层气推到了天然气增储的前排位置。100 万亿方的家底属于推算口径，落到可采储量仍需逐区块的参数实测。

低场核磁在其中承担标定者角色：无损、定量、原位、全尺度，且可在温压条件下动态监测。纽迈的低场核磁产品线覆盖从实验室常规分析到井场快速检测的全链条，可定量表征孔隙度、孔径分布与吸附/游离态分布。需要煤层气资源潜力评价相关的应用文献或仪器选型建议，可联系纽迈技术支持获取。

来源：苏州纽迈分析仪器股份有限公司