中文摘要：

沁水盆地煤层气开发实践中发现，煤层气藏内煤岩顶、底板致密砂岩也含气，煤层气与致密砂岩气之间存在共生成藏关系。由此提出的科学问题是两类气藏之间天然气的动态交换机制尚不清楚，共生成藏主控因素不明确。为解决这一科学问题，拟通过煤岩与致密砂岩天然气动态交换模拟实验揭示其间天然气动态交换机制，获取有关天然气迁移通量、速率等参数，明确温度、压力、孔渗性、煤岩含气量等因素的影响，再利用数值模拟技术定量描述煤层气与致密砂岩气之间的动态交换过程与数量，预测煤岩-致密砂岩成藏系统天然气资源。该研究以揭示煤层气藏和致密砂岩气藏共生成藏机制为目标，对非常规天然气成藏理论起到补充与完善，对多类型气藏关系研究具有启迪作用。同时研究成果可以指导煤层气与致密砂岩气合理共采、提高日产量和煤层气采收率，具有重要实际应用价值。

结论摘要：

对沁水盆地致密砂岩气与煤层气的共生分布规律、动态转化机制及影响因素进行了研究。总结了煤层气及致密砂岩气的展布及共生成藏特征，分析了不同构造对于气藏的影响作用，分析了共生成藏模式，并对有利区进行了预测，主要取得以下成果和认识（1）煤岩是主要的气源岩，其有两个生气阶段C-T3 时期和J3-K1时期。而构造圈闭多在侏罗纪形成，在侏罗纪和白垩纪生气时，构造圈闭已经或正在形成中，因此生气史与圈闭的形成有着较好的匹配关系。（2）沁水盆地煤系地层沉积体系有三种，太原组以障壁岛-泻湖沉积体系与碳酸盐台地沉积体系为主，山西组以三角洲沉积体系为主。三种沉积体系均是有利的成煤环境，其内部的的砂岩可以作为有效游离气储层。（3）煤层含气量高、顶（底）板储层物性适中、煤岩与顶（底）板储层裂隙发育、泥岩盖层具有良好的封闭性是共生成藏的有利条件；游离气的分布特征表现为受到煤层含气量、煤层渗透性、水动力场、构造高部位的影响，在纵向上多层位分布。（4）致密砂岩气藏主要形成于盆地后期的构造抬升过程，由于温度压力下降，煤岩吸附能力降低，发生“蒸发式“面状排烃，煤岩吸附气首先发生解吸、扩散、渗流，然后穿越源储界面，进入顶部砂体，在上覆盖层的遮挡下聚集成藏。（5）沁水盆地具有燕山期和喜山期构造叠加作用，不同时期的构造演化过程影响了不同时期的煤层吸附气与砂岩游离气之间的转化，同时构造抬升作用促进了砂岩游离气的成藏。岩溶作用形成的陷落柱当切穿煤层及致密沙岩层时，为柱内及其附近的气藏提供了良好的运移通道。区内广泛发育的断层，造成了盆地内保存条件的差异，在不同受力部位其对气藏的作用也不同，张应力集中区对气藏起到了破坏作用，而压应力集中区对气藏起到了很好的保存作用。（6）进一步总结了煤层气与致密砂岩气的动态转化机制与共生成藏模式。致密砂岩气藏与煤层气藏相互伴生，二者形成了一个动态平衡的体系，当温压条件改变时，煤岩吸附气与砂岩中的游离气发生不对称迁移。共生成藏的主控因素进行了总结煤层含气量、储层埋深、含气饱和度、有效孔隙度、砂体储层与煤层距离、顶板泥岩盖层封盖性等多个因素对共生成藏表现为不同程度的控制作用。（7）建立了两类共生成藏模式构造运动主控成藏模式及局部圈闭共生成藏模式。提出了煤层含气量、煤层厚度+储层厚度、储层有效孔隙度+泥岩盖层封盖性的共生成藏有利区带评价方法和思路。