煤层气主要生自含煤岩系中的煤层，是在成煤过程中形成并附存于煤层中的一种非常规天然气，与煤炭资源伴生，其存附于煤孔隙之中，主要成分为甲烷，是近年来不断崛起的洁净、优质能源和化工原料。
煤岩气是介于常规气和煤层气之间的一种新的天然气资源类型，具有常规储层和非常规储层共存、游离气和吸附气共生、自源气和它源气互补聚集并有序分布的特征。
两者最大区别是，煤岩气组分与天然气大体一致，而煤层气烃类组分甲烷大于98%至99%（除去非烃气体统计），占绝对优势，一般不含重烃。
两者的开采方式也迥然不同。煤层气主要是吸附在煤岩上，主要的开发方式就是排水采气，需要先实施排水使压力降至煤层临界解吸压力，促使煤层孔隙表面吸附的气体进行解吸后，向低压区移动并最终采出至井口。煤岩气的开采原理与油气田相同，不需长期排采即可快速获得气流，且需要努力保持储层压力以确保高产。
限于当前的工艺水平和经济技术条件，适宜开发的煤层气埋藏深度通常小于1200米，而经济开发煤岩气的深度大多超过2000米。
01
远古植物沉积演变成煤岩
这是一块煤，一块你很可能从来没有见过的煤。10月28日，在吐哈油田岩芯库，记者第一次见到这块特殊的煤，严格地讲，应该是煤岩岩芯。在地质研究人员眼里，这是一块具有煤光泽的岩芯样本。
岩石，人们并不陌生，但在地质研究人员看来，岩石是天然产出的具有稳定外形的矿物或玻璃集合体，按照一定方式结构构造结合而成。岩石是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。
吐哈油田企业技术专家陈旋介绍说，虽然岩石的面貌是千变万化的，但从它们形成的环境，也就是从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩和变质岩。而煤岩是沉积岩中的一种，主要由有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成的。
为了方便大家认识煤岩，陈旋描绘了一场发生在约1.5亿年前的故事。
那时的地球正处于古生代的石炭纪、二叠纪和中生代的三叠纪、侏罗纪，阳光充足，气候温润潮湿，森林和湖泊遍布，孢子植物丛生。
在一处低洼盆地，浅水沼泽一望无际。这里植物茂盛，生物多样，物种丰富。它们和谐共生，一茬又一茬，一代又一代。
落下的树叶、脱落的树枝、倒伏的枯树沉浸在水下。由于缺乏氧气，时间久了，除了一种叫作木质素的物质以外，植物其他部分都被微生物和真菌吞噬了。剩下的木质素形成了厚厚的泥炭，这就是最原始的煤。
又过了很久很久时间，沼泽干涸，可河流又从另一个方向侵袭过来，在泥炭上部敷上大量的砂石和泥土，从而形成了厚厚的三角洲平原。泥炭被深深掩埋。
紧接着，由于微生物的作用及泥炭被进一步压实，在高压和高温的作用下，经历千百万年，泥炭发生了很大变化，厚度在不断地变薄。越薄表明泥炭的变质程度越深。
正是在这个压实、变薄的过程中，完成了从泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤的一系列变化，也就形成了煤岩。大多数地质学家认为，1米煤岩的形成需要100米左右的植物残骸。
再后来，地球又经过不断的板块运动和地壳活动。在一些特殊地区，由于地质构造运动，有些煤岩会被抬升并在地面露出头来。在阳光的长时间照射下，煤岩的体内积蓄了大量热量。于是，先是冒烟，后来就自燃了。这让人们发现了煤岩的价值，从而催生了煤炭的开采利用史。
在地质构造运动的作用下，有些煤岩会被抬升，也有些煤岩被深埋地下。在吐哈油田见到的这块煤岩岩芯，就取自柯新1H导眼井。颜色乌黑，沥青光泽，用手轻轻一掰，就可破碎。若用火点燃，一股烟呛味即刻蹿入鼻腔。
要是没有人告诉你，你不会怀疑这就是一块煤。
02
煤岩气开辟天然气勘探新领域
透过煤岩岩芯，看似不起眼的小小石块，石油勘探专家实现了天然气地质认识新突破，开辟了天然气勘探新领域，引领了天然气勘探新方向。
这就是煤岩气。
在石油地质专家眼中，煤岩气既不同于煤层气，也不同于常规气，是一种介于常规气和煤层气之间的一种新的天然气资源类型，具有常规储层和非常规储层共存、游离气和吸附气共生、自源气和它源气互补聚集并有序分布的特征。
简单地讲，煤层气主要是煤岩自生气，产自煤层并吸附在煤岩上；煤岩气则来源多样，可能来自煤岩自生气，也可能来自其他产气层，或多种来源并存。直观地看，煤层气以甲烷为主，而煤岩气与天然气组分基本一致。
放眼世界，煤岩在美国的圣胡安、粉河盆地，澳大利亚的苏拉特、博文盆地，以及俄罗斯的西西伯利亚盆地广泛分布。在国内，煤岩在各地质时代几乎均有分布，主要是二叠系、侏罗系两大聚煤期；地理上主要集中在中西部的8个大型聚煤盆地。
目前，深层（部）煤岩气尚属新概念，与它一字之差的煤层气组分不同、储存方式也不同。打个比方，如果把煤岩看作一块海绵，那么吸附在海绵表面的水就相当于煤层气，游离在海绵内部的水相当于煤岩气。
准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地煤岩气勘探的重大发现，对含煤盆地天然气勘探具有重要且深远的影响，点燃了我国西部诸多盆地进军煤岩气的激情与希望。
地质历史上，吐哈盆地和准噶尔盆地原本是同一个沉积盆地。大约距今2亿年前，造山运动成就了古天山雏形，而隆起的天山山脉则把原本一体的吐哈盆地和准噶尔盆地一分为二。研究表明，两个兄弟盆地的煤岩气成藏地质条件相似，都发育中侏罗统西山窑组和下侏罗统八道湾组两套含煤地层，砂岩、泥岩、煤岩像扑克牌一样上下交叠排列。
天山北面，准噶尔盆地白家海地区煤岩物性好，煤层上下泥岩顶底板厚度大，保存条件好，煤层厚度普遍大于6米且分布稳定，可确保水平段煤层的钻遇率，有利于进行水平井钻探及后期压裂提产。而天山南麓，吐哈盆地的柯柯亚地区煤岩埋深更深，构造更复杂，对勘探开发并不友好。
为了解放地层深处的煤岩气，吐哈油田勘探开发工作者正在全力攻关。
03
吐哈有望被重新认识资源潜力
天然气，在吐哈油田开发建设历史上有着特殊的经历与情感。
自1991年投入规模开发以后，吐哈油田生产的伴生天然气一度面临“英雄无用武之地”的尴尬。直到鄯乌管线建成投运，吐哈天然气一路西行，进入乌鲁木齐，或燃旺百姓灶台，或温暖万户千家，或加工成肥料赋能天山南北农田增产。
至此，吐哈天然气迎来大发现、大开发，油田进入“油气并举”时代，天然气年产量曾多年稳定在10亿立方米以上。
进入“十三五”，由于缺乏优质天然气资源发现，吐哈油田天然气产量一路走低，一时间英雄“气”短。2021年，吐哈油田年产天然气2.9亿立方米，是近年来最低值。
进入“十四五”，吐哈油田锚定油气当量再上年300万吨战略目标，其中天然气贡献要超过1/3。煤岩气的勘探发现，有望为这一目标的实现增添资源底气。
相对煤层气研究，吐哈油田对煤岩和煤岩气的探索相对较晚，井下深部取芯则始于柯新1H井。
技术人员经过室内岩芯测试分析发现，吐哈盆地侏罗系煤层既有一定的生烃能力，又可作为良好的储集层，煤岩中不但有传统认识中的煤层吸附气，还有大量以前未曾被重视的游离气。这相当于一个全新的勘探领域。
陈旋说，如果把吐哈盆地比作一口大锅沿的平底锅，不论是锅的浅部还是深部，煤岩呈全盆地分布。从平面地域上看，吐哈油田三大探区，吐哈盆地、三塘湖盆地、准噶尔盆地东部等，均有煤岩分布。
陈旋也表示，想要拥抱扬“煤”吐气的明天，吐哈油田还有系列难题需要深入研究破解。相信，依靠科技“利器”，这些尚未开发的宝藏终将散发能量，为保障国家能源安全贡献力量。