基于NMR技术煤系页岩瓦斯解吸特性试验研究

发布时间：2018-04-09 21:31

  本文选题：NMR　切入点：煤系页岩　出处：《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》2017年03期

【摘要】：煤系页岩瓦斯微观解吸机理研究,对煤田区域煤系页岩瓦斯高效安全开采具有重要意义.基于核磁共振(简称NMR)无损检测技术,以典型高瓦斯矿井阜新清河门矿煤系页岩为例,将页岩试样放入低场核磁共振仪夹持器腔体中,通过先吸附,后降低瓦斯压力,模拟煤系页岩瓦斯解吸过程.以核磁共振T2谱幅值积分定量化表征瓦斯解吸量,以核磁共振横向弛豫时间T2均值减小幅度定量化表征煤系页岩孔隙结构收缩变形程度,从微观角度定量研究煤系页岩瓦斯解吸过程中吸附态和游离态瓦斯变化规律.研究结果表明:吸附态和游离态瓦斯核磁共振谱范围可以通过两个横向弛豫时间截止阈值定量划分;吸附态瓦斯量与瓦斯压力符合朗格缪尔等温吸附方程,游离态瓦斯量与瓦斯压力呈线性函数关系;随瓦斯压力降低,煤系页岩微孔隙结构收缩为原孔隙平均半径0.39倍,中-大孔隙结构收缩为原平均孔隙半径0.25倍.
[Abstract]:The study of microscopic desorption mechanism of coal shale gas is of great significance to high efficiency and safety exploitation of coal shale gas in coal field.Based on nuclear magnetic resonance (NMR) nondestructive testing technology, taking the coal shale of Fuxin Qinghemen Mine as an example, the shale sample is put into the chamber of the low field nuclear magnetic resonance gripper, and the gas pressure is reduced by first adsorbing, then reducing the gas pressure.Simulation of coal shale gas desorption process.The volume of gas desorption is quantitatively characterized by the amplitude integral of NMR T2 spectrum, and the shrinkage and deformation of pore structure of coal shale is quantitatively characterized by the decrease of amplitude of transverse relaxation time T _ 2 of nuclear magnetic resonance (NMR).The variation of adsorbed and free gas in the process of coal shale gas desorption is studied quantitatively from the microscopic point of view.The results show that the nuclear magnetic resonance spectrum range of adsorbed and free gas can be divided quantitatively by two transverse relaxation time cutoff thresholds, and the gas quantity and gas pressure of adsorbed state are in accordance with Langmuir isotherm adsorption equation.With the decrease of gas pressure, the average pore radius of coal shale is 0.39 times that of the original pore, and the average pore radius of meso-macroporous structure is 0.25 times.
【作者单位】： 辽宁工程技术大学力学与工程学院;
【基金】：国家重点研发计划(2016YFC0600901) 国家自然科学基金面上项目(51374119) 辽宁省高等学校优秀人才支持计划(LR2015028)
【分类号】：TD712

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