煤对甲烷吸附能力的影响因素

对我国不同地区、不同时代、不同煤盆地、不同变质程度的煤的等温吸附性能进行了实验。实验结果表明:煤的吸附性能受到煤的变质程度、储层温度、储层压力以及煤中水分类型及水分含量多方面因素的影响。通过对这些影响因素的分析,力求对我国煤层气资源的选区、勘探、开发提供依据。     

煤层气储层压力测试实验研究

以沁水盆地南部测试井为煤层气储层压力实验对象,利用自主研发的煤层气储层压力测试实验装备,对煤层的储层压力进行实验测定.利用实验测试压力数据对煤层气的储层压力参数进行分析和研究;从而得出沁水盆地南部煤层气储层压力的实验数值.通过煤层气储层压力实验数据结果对煤层气勘探、测试和后期排采过程都具有非常重要的指导意义.     

河北省煤储层物性特征分析

根据煤田地质勘探实测资料,结合汞孔径测试、扫描电镜显微裂隙观测、煤层气试井分析成果及等温吸附曲线,分析河北省煤储层物性特征。结果显示：煤层饱和吸附量受煤级控制,煤级增加,吸附能力增大;随煤层埋深增加,煤层含气量和甲烷体积分数均呈增大趋势;中孔在褐煤中比较发育,而在其他煤级中例外;储层中宏观裂隙与宏观煤岩类型关系密切;显微裂隙发育程度镜煤好于亮煤,低煤级煤好于高煤级煤;峰峰、万全、大城矿区试井渗透率较高,开平煤田不同地区煤储层渗透性变化较大。该研究为河北省煤层气的合理开发提供了依据。     

不同温度下软煤等温吸附/解吸特性

为研究温度对煤等温吸附/解吸特性的影响,开展不同温度条件下软煤等温吸附/解吸实验,分析吸附/解吸常数随温度变化规律.根据软煤等温吸附/解吸常数与温度的拟合关系,综合考虑温度和压力影响建立吸附/解吸模型,定义准确度描述模型预测的准确性.研究结果表明:303～350 K时,温度的升高会降低煤对瓦斯的吸附量,吸附常数和解吸常...     

低煤级煤平衡水条件下的吸附实验

基于13个镜质组最大反射率小于0.65％的低煤级煤样平衡水条件下的高压等温吸附实验,分析了低煤级煤的朗格缪尔常数与平衡水分、煤级、显微煤岩组分、比孔容和比表面积之间的关系,揭示了低煤级煤的吸附特征与中、高煤级煤之间的差异,探讨了低煤级煤的吸附机理。     

低煤级煤平衡水条件下的吸附实验研究

基于13个低煤级煤样平衡水条件下的高压等温吸附实验，分析了低煤级煤的朗格缪尔常数与平衡水分、煤级、显微煤岩组分、比孔容和比表面积之间的关系，揭示了低煤级煤的吸附特征与中、高煤级煤之间的差异，探讨了低煤级煤的吸附机理。     

煤吸附特性的研究

描述了煤吸附瓦斯气体的全过程，叙述了煤层气（瓦斯）主要吸附理论，得出了影响煤吸附能力的主要因素。     

煤储层渗透率复合因素数值模型研究

在前人分析渗透率与地应力、埋深、裂隙、储层压力和水文地质条件等相互关系的基础上。指出影响煤储层渗透率最普遍和主要的因素是地应力和埋深。在其基础上，文中以沁水盆地中南部为研究区，通过敷学地质方法，分析和研究渗透率与其影响因素的敷值关系，并研究和建立渗透率影响因素复合模型。     

煤储层物性对甲烷解吸及采出的影响

影响煤层气解吸采出的诸多因素作用于煤储层,体现为煤储层允许煤层气扩散渗流或导流的能力,所以在研究气体解吸特性时煤储层自身的物性值得重点探讨。基于这一点,对比研究了高低煤阶煤的物性差异,探讨了其对气体解吸采出的影响。研究表明,低煤阶煤分子结构较松散,孔隙度高,高煤阶煤分子结构紧密,孔隙度低,降压解吸过程中低煤阶煤物性变好,高煤阶煤物性变差。罐装煤样解吸和室内模拟实验揭示,物性是决定气体解吸的关键要素,这也是低煤阶煤储层含气量低但仍具有很大开发潜力的根本原因。低煤阶煤层孔渗较好,压降传播快,在开采过程中可形成自卸压效应。高煤阶煤层孔渗较差,压降传播慢,为了提高单井产量必须采用大型压裂或分支井技术等措施。     

基于吸附势理论的页岩吸附甲烷模型及其应用

根据实测的页岩等温吸附数据,以吸附势理论为基础,对等温吸附数据进行处理分析得到ε-ω吸附特性曲线及其数学表达式,推导出页岩吸附甲烷模型,在此基础上建立了地质条件下温度和压力共同影响的页岩吸附气量计算模型,并利用实测等温吸附数据进行了模型验证及应用分析。研究结果表明:页岩吸附气的ε-ω吸附特性曲线是唯一的且与温度无关,特性曲线的形态呈对数形态;文中推导吸附模型的预测结果精度较高,可预测不同温度和不同压力下页岩吸附气量,得到页岩吸附等温线;建立的地质条件下温度和压力共同影响页岩吸附气量计算模型,可预测页岩吸附气量随深度变化的趋势图;温度和压力对页岩吸附气量影响作用相反,在地质条件下的温度与压力对页岩吸附气量影响存在竞争关系,其中当页岩埋深小于页岩最大吸附容量对应埋深时,压力起到主要影响作用,反之温度起到主要影响作用。     

沁南地区煤层气的解吸特征实验研究

通过对沁南地区煤的等温吸附解吸实验,获得30℃时不同压力点煤的含气量数据,并对实验数据进行数学拟合分析,同时考虑两者之间量纲,进而归纳出沁南地区煤层气的解吸量与压力的关系呈幂指数函数关系。     

阜新煤田阜新组煤层气地面开发的条件分析

为解决该区影响煤层气地面井的布设及提高产能问题,通过对阜新煤田煤层气地质、富集机理及刘家区煤层气地面钻井开采资料的综合分析研究,提出了该区煤层气井地面开发和高产能主要受控于煤层的埋深、岩浆岩、水文地质条件、围岩性质和构造因素的影响。并据此提出了该区选择地面煤层气井布设的井与方向。该成果对阜新煤田煤层气的开发利用具有一定的参考价值和指导意义。     

铁法盆地煤层气资源条件及控气地质因素分析

铁法盆地的煤阶为长焰煤,南部地区的煤阶达到了气煤阶段,实测最大渗透率为1.51×10-3m2,平均含气量为5.84cm3/g,煤层气资源量为93.34108m3,煤层气资源条件良好。本文通过对铁法盆地煤层气地质条件和储层条件的深入分析,认为铁法盆地控气的地质因素有三个方面, 构造对煤层的沉积分布、含气量和煤层气资源量具有明显的控制作用;水文地质条件对煤层气具明显的封堵作用;区域浅成岩浆热变质提高了的煤阶、改善了煤储层的渗透性,增大了煤储层的含气量。提出了铁法盆地煤层气勘探开发的首选靶区是西南部的大兴矿一带。     

煤体基质吸附(解吸)变形规律试验研究

为了更好的掌握煤体吸附(解吸)过程中变形规律,以晋城天地王坡煤矿为例,利用实验室模拟方法,在恒压、环境温度(室温20℃)一定的条件下,研究煤岩基质吸附(解吸)变形规律。实测了不同有效应力及加压方式下煤体的变形量,分析了煤基质吸附(解吸)后的变形规律,得到了弹性阶段煤体变形值与吸附(解吸)量的变化关系,并拟合得出了两者之间的函数关系。通过分析得出以下基本规律:①吸附(解吸)量与煤样应变(解吸过程为收缩变形)随时间的增加而增大,并逐渐趋于稳定,呈现指数分布规律;②吸附(解吸)变形可大致分为三个阶段,即第一阶段吸附(解吸)速度较快,变形量也较大,曲线斜率较大;第二阶段,随解吸量的增加,两者变化幅度相当,曲线斜率接近为1.0;第三阶段,当煤体收缩变形接近原始孔隙体积时,变形量不再增加,曲线斜率接近于零。试验结果为煤矿瓦斯合理抽采及防止煤与瓦斯突出提供了一定的理论依据。     

对煤的最大含气量问题的讨论

煤中含气量的影响因素较多,但核心因素是煤的变质程度。以往的研究者通常用Lang-muir方程来表征煤的最大含气量,以此为根据计算获得煤层气的资源密度。然而生产的实际表明煤的最大含气量远大于Langmuir方程中的a值。重新将煤进行吸附解吸实验,在进行煤基本结构分析的基础上建立数学模型,并利用SPSS软件进行数据拟合,发现Weibull不对称函数表征的最大含气量优于Langmuir方程,拟合结果分析中Weibull不对称函数拟合的R2皆大于Langmuir方程拟合的R2。从而得出利用Weibull不对称函数来表征解吸作用更为合理。     

高温和高压下CBM的爆炸极限

利用自主开发的实验装置,测定了20,60,100,150,200℃及常压,100,200和300 kPa初始条件下煤层气(CBM)的爆炸极限值.结果表明,随初始温度和压力的增加,爆炸极限上限变大,下限变小,爆炸极限范围变大,危险性增加;初始温度和压力对爆炸极限上限的影响大于对爆炸极限下限的影响.研究结论为CBM开发使用过程安全工艺参数的确定提供了实验依据.     

近距离煤层同步开采分析

在煤矿生产中,近距离煤层的开采较为常见,尤其是两层煤均为全区可采,且上层煤为薄煤层、下层煤为中厚或厚煤层的开采。柳林王家沟煤矿的4号、5号煤层属于此种典型情况。通过分析可以得出,同步开采4号、5号煤层是可行的。     

一种充甲烷无烟煤导电特性的研究

研究了四川白皎无烟煤电导率与甲烷压力和外加电压的关系。煤吸附甲烷后其交流和直流电导率都将增大。在直流电场中,煤的电导率σ与外加电压Ｕ和甲烷压力ｐ 成正比,其双变量方程为σ（ｐ,Ｕ） ＝ １ ．４６４ ＋ ０ ．７０５ｐ ＋ ２．３５５ ×１０－ ３ Ｕ＋ ２ ．９３０ ×１０ － ３ Ｕｐ 或σ（ｐ,Ｕ） ＝ １ ．４８１ｅｘｐ（０ ．３６９７ｐ） ＋ ２ ．５４８ ×１０ － ３ Ｕｅｘｐ（０ ．６８５８ｐ） ;在交变电场中,电导率随甲烷压力的升高而增大,但与外加电压值无关。     

成煤作用与煤岩生气特点分析

煤层气研究的基础之一是对煤的质量的研究,即生气物质质料的研究,包括煤的岩石学特征、煤质特征、煤的地球化学特征。就煤田地质研究而言,煤岩学和煤质学研究是传统研究范畴,在国内外是非常成熟的,但与煤的生、产气结合起来进行煤层气聚集规律研究则形成了新的研究领域,其中煤作用研究出现了新的理论和成因学说。在不同的成煤环境下形成的煤,其岩石学特点不同,煤的微观组织也不同。不同的煤岩组分其生、产气的能力是不同的,在盆地演化的不同时期具有不同的生、产气高峰。结合煤的成煤作用研究与沁水盆地富煤单元的形成与分布分析,提出成煤作用是奠定煤层气原始质料的前提、成煤环境演化是煤层气形成的控制因素、富没煤带和富煤单元与煤层气聚集单元具有成因联系等结论。