煤的孔隙特征对煤层气解吸的影响

发布时间：2017-05-24 22:14

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【摘要】： 我国高瓦斯矿井多,煤层气资源丰富。但是由于地质条件复杂、开发技术滞后、理论研究不完善,导致煤层气采出率低、难以实现工业化开采的现状。为提高煤层气的开采效率,必须在勘探开发区范围内进行煤储层性质和煤层气解吸特征的研究。 研究样品采自目前我国煤层气勘探开发活跃地区与有勘探开发前景地区的矿井,涵盖并兼顾我国的主要煤阶。本文通过样品的工业分析、煤岩组分鉴定、孔隙度测定、扫描电镜实验、压汞实验、液氮吸附实验和等温吸附解吸实验,对各类实验数据分类处理,综合多种实验的分析结论,揭示煤的孔隙特征与煤层气解吸的关系,探索煤层气开采的基础理论。 煤的孔隙分布是很不均匀的,不同变质程度煤的孔隙性不同;同种变质程度不同地区的煤,其孔隙性也不同。煤孔隙的比表面积越大,孔容越大。由于煤级、煤岩组分等不同,煤的比表面积和孔隙结构有很大的差别。微孔隙越多,煤样的孔隙体积越大,越有利于煤层气的吸附储集。煤的变质程度越高,煤层气解吸过程的残余量越大。当压力降到0.5～1MPa之间,煤层气的解吸率增幅最大,近直线模式。中高变质程度的煤层气储层,当压力降到2～10MPa之间,煤层气的解吸率增加缓慢;当压力降到0.5～2MPa之间,煤层气的解吸率快速增加。中低变质程度的煤层气储层,煤层气的解吸率随着压力的降低呈现不同幅度的增加,只是在低压阶段增幅最大。煤层气的降压开采实践过程中,必须保障持续稳定性的压降,压力降幅过大,会对煤层造成伤害,影响储层物性;压力降幅过小,不利于煤层气的解吸。煤的孔喉特征影响煤层气的解吸速率,在煤的组成和煤化程度相同的条件下,在等温解吸实验的低压段内,孔隙结构均匀、喉道分布集中的煤样,煤层气解吸速率大。煤样的微孔和小孔主要影响着煤层气的解吸量和解吸速率。煤储层微孔的封闭性越弱,压差的传递效率越高,那么,吸附于微孔内表面的气体解吸量和解吸效率越高。煤样的孔隙特征对煤层气解吸的影响,是孔径大小及其所占比例、孔喉集中分布情况、孔隙形态类型三因素综合影响的结果。 煤层气的产出过程,压降的控制与储层的孔径结构、孔隙类型有着密切的关系。
【关键词】：煤层气 孔径结构 孔隙类型 解吸作用
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P618.11
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 0 绪言7-15
• 0.1 选题目的及意义7
• 0.2 煤孔隙的研究方法7-8
• 0.3 国内外研究状况8-13
• 0.3.1 国外研究状况8-10
• 0.3.2 国内研究状况10-11
• 0.3.3 我国主要煤层气勘探开发区研究状况11-13
• 0.4 研究内容和技术路线13-15
• 0.4.1 研究内容及方案13-14
• 0.4.2 技术路线14-15
• 1 煤的物质构成与表面特征15-22
• 1.1 煤质工业分析15
• 1.2 煤岩组分鉴定15-18
• 1.3 孔隙度测定18-19
• 1.4 扫描电镜与孔隙特征19-22
• 2 煤的孔隙孔喉特征22-36
• 2.1 压汞法测试原理22-23
• 2.2 实验结果与分析23-27
• 2.2.1 样品及其特征分析23
• 2.2.2 实验结果与分析23-27
• 2.3 压汞法对煤样孔隙特征的表征27-34
• 2.3.1 孔隙通道的类型27-28
• 2.3.2 国内常用的孔隙分类28-29
• 2.3.3 曲线分析与孔隙分类29-34
• 2.4 小结34-36
• 3 煤的孔隙孔容表面积分析36-46
• 3.1 液氮吸附实验原理36-37
• 3.2 国内外有关甲烷赋存状态的观点37-38
• 3.3 测试结果38-40
• 3.3.1 五类经典的吸附等温线38
• 3.3.2 液氮吸附实验结果38-40
• 3.4 液氮实验对煤样孔隙特征的表征40-45
• 3.4.1 孔容特征与煤的孔隙特征40-42
• 3.4.2 吸附脱附曲线与煤的孔隙特征42-45
• 3.5 小结45-46
• 4 吸附/解吸实验与煤层气解吸作用46-59
• 4.1 实验原理46-47
• 4.2 实验结果47-56
• 4.2.1 模型拟合53
• 4.2.2 拟合结果分析53-54
• 4.2.3 残余量分析54-56
• 4.3 煤层气解吸作用探讨56-58
• 4.4 小结58-59
• 5 煤的孔隙特征对煤层气解吸的影响59-72
• 5.1 孔隙发育的地质控制59-60
• 5.2 煤的孔喉分布特征与煤层气的解吸60-63
• 5.2.1 孔喉特征与煤层气的解吸速率60-62
• 5.2.2 似孔喉比与煤层气的理论采收率62-63
• 5.3 煤中的小孔微孔与煤层气的解吸63-66
• 5.4 煤的孔隙形态类型与煤层气的解吸66-67
• 5.5 煤层气的解吸率67-71
• 5.6 小结71-72
• 6 结论72-73
• 6.1 主要结论72
• 6.2 建议72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 附录77-78
• 附图78-84

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李明;姜波;兰凤娟;屈争辉;窦新钊;;黔西—滇东地区不同变形程度煤的孔隙结构及其构造控制效应[J];高校地质学报;2012年03期

2 蔺亚兵;贾雪梅;马东民;;不同变质成因无烟煤孔隙特征及其对瓦斯突出的影响[J];煤炭工程;2013年05期

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1 吴敏杰;安康地区高煤阶腐泥煤吸附特征研究[D];中国地质大学(北京);2012年

2 李得飞;超临界二氧化碳驱替煤层瓦斯研究[D];太原理工大学;2012年

3 孔庆利;煤层气在双孔介质中解吸及渗流机理研究[D];东北石油大学;2012年

4 蔺亚兵;煤层气解吸滞后效应研究[D];西安科技大学;2012年

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本文编号：392146