模拟地层条件下煤储层吸附特征及其机理

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• 作者：桑树勋张时音黄华州
• 会议时间：2008-09-23
• 关键词：煤储层吸附 ; 甲烷 ; 液态水 ; 地层条件 ; 等温吸附实验 ; 成矿地质
• 作者单位：中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221008
• 母体文献：2008年煤层气学术研讨会论文集
• 会议名称：2008年煤层气学术研讨会
• 会议地点：江西井冈山
• 主办单位：中国煤炭学会
• 语种：chi

摘要

在干煤样、平衡水煤样等温吸附实验方法基础上,应用已建立的模拟储层条件下煤样注水和注水试样等温吸附实验方法,对沁水盆地、鄂尔多斯、山东肥城和新疆哈密的煤储层样品开展了高压(8~20MPa)注水和等温吸附实验.深入研究了模拟地层条件下煤储层吸附特征,发现了液态水对煤基质吸附气体存在的显著影响;从物理化学层面,通过分析水分子、甲烷分子与煤分子间的短程作用力和长程作用力,揭示了煤基质吸附甲烷气体和气态水、液态水影响的物理化学实质。研究结果表明:注水煤样兰氏体积明显高于平衡水煤样,随煤级升高,注水煤样的吸附量从开始的低于到接近于至最后的高于干燥煤样的吸附量;饱和气态水(平衡水)煤基质吸附甲烷气体,实质是水分子(氢键)影响下煤分子与甲烷分子间的短程力作用,表现为水分子与甲烷分子的竞争吸附,煤分子与甲烷分子间的吸附力显著减小;液态水影响下的煤基质吸附甲烷气体,实质是煤分子和水分子共同与甲烷分子间的长程作用力;注水煤样较平衡水煤样,煤基质吸附力大,理论吸附量大和实测吸附量也大;而注水煤样较干煤样,煤基质吸附力和理论吸附量小,中低煤级时实测吸附量也小,但高煤级时由于高压条件下疏水作用的显著影响,实测吸附最却变大.