不同煤阶煤的Fenton改性增透实验研究

发布时间：2020-07-24 19:23

【摘要】：煤层气作为煤炭的伴生矿产资源,是高效清洁的绿色能源,其有效利用会产生巨大的经济效益。但我国煤储层因地质条件复杂而具有高地应力低渗透性、煤层气易吸附难解吸的特点,传统的水力化等增透技术存在一定的适应性,急需研究与水力化措施相配套的低渗煤层化学改性技术。本文运用Fenton试剂对不同变质程度、不同尺度的煤进行Fenton试剂改性处理,对处理前后的煤进行解吸-渗流实验,Fenton改性后煤样的吸附量减小、瓦斯扩散系数和渗透率增大,从而可以看出Fenton改性抑制了煤对甲烷的吸附,促进了煤样的解吸扩散能力,同时通过Fenton改性煤的渗流实验发现改性后煤体的渗透率增加,煤样改性后渗透性提高;不同煤阶煤样Fenton改性的解吸-渗流特性的变化表明低阶煤的改性作用效果更加显著。利用低场核磁共振实验得到了不同煤阶煤样经Fenton试剂改性前后煤样的T_2弛豫时间谱,根据T_2弛豫时间谱分析了Fenton改性前后煤样孔隙特征的变化规律;利用红外光谱实验测定了改性前后各实验煤样的表面官能团的种类及其含量变化趋势,分析了Fenton改性作用对煤表面微观结构的改变以及表面微观结构变化对解吸扩散特性的影响。研究表明Fenton改性有效促进了煤内部孔裂隙的发育,同时改性作用使得煤表面含氧官能团的数量增加,使得煤对甲烷的吸附能力降低,促进了甲烷的解吸,提高了煤的扩散-渗流的能力,为低渗煤层的增透和瓦斯的高效抽采提供了理论依据。
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD712
【图文】：

研究方案技术路线图

图 2-1 实验煤样Fig.2-1 Experimental coal samples表 2-2 煤样规格参数Tab.2-2 Specification parameter of coal samples长度（cm） 直径（cm） 体积（cm3）5.01 4.97 97.15 4.98 4.96 96.18 5.00 4.99 97.73 5.00 5.01 98.52 5.03 4.98 97.93 5.01 4.97 97.15 4.97 5.00 97.54 5.00 4.96 96.56 5.03 4.97 97.53

样三轴加载系统；2：煤样；3-4：手动高压泵；5：高压瓦斯罐；6：恒温7：解析仪；8：减压阀；9-13：压力表；14-18：阀门图 2-3 三轴瓦斯渗流实验装置结构ig.2-3 The structure of three axis gas seepage experimental dev系统是实验系统的核心组成部分，主要由左压接件、组成，其中壳体为通透的圆筒型，壳体的径向外壁方，壳体内套有等径的橡胶筒；左压接件和右压接件分，起到固定煤样并施加轴向压力的作用；壳体与煤样围压，实物图如图 2-4 所示。561271011121318

【参考文献】

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本文编号：2769278