文献类型：期刊文章

作　　者：马东民[1,2,3] 高正[1] 陈跃[1,2] 张辉[1] 邵凯[4] 张治仓[4] 吴讯[4] 杨甫[2]

MA Dongmin;GAO Zheng;CHEN Yue;ZHANG Hui;SHAO Kai;ZHANG Zhicang;WU Xun;YANG Fu(College of Geology and Environment,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an,Shaanxi 710054,China;Key Laboratory of Coal Resources Exploration and Comprehensive Utilization,Ministry of Natural Resources,Xi’an,Shaanxi 710021,China;Geological Research Institute for Coal Green Mining,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an,Shaanxi 710054,China;Shaanxi Coalbed Methane Development and Utilization Co.,Ltd.,Xi’an,Shaanxi 710119,China)

机构地区：[1]西安科技大学,陕西西安710054 [2]自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安710021 [3]西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院,陕西西安710054 [4]陕西省煤层气开发利用有限公司,陕西西安710119

出　　处：《油气藏评价与开发》

基　　金：国家自然科学基金项目“润湿性制约下低阶煤不同煤岩组分甲烷解吸机制”(41902175);陕西省自然科学基础研究计划“彬长地区煤层气解吸产出过程的润湿性作用机制”(2019JQ-245);中国博士后科学基金资助项目“低煤阶镜煤与暗煤润湿性差异及对甲烷解吸的影响”(2019M653873XB);自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室开放课题“黄陇煤田中西部煤化作用过程中煤储层孔隙系统演化规律”(KF2019-2);西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院“低阶煤储层CH4产出微观机理与提产工艺研究”(MTy2019-04)。

年　　份：2020

卷　　号：10

期　　号：4

起止页码：17-24

语　　种：中文

收录情况：CSCD、CSCD_E2019_2020、JST、普通刊

摘　　要：为研究不同煤阶CH4吸附/解吸特征差异及解吸滞后效应,采集低、中、高煤阶样品,进行显微组分测定、液氮吸附、等温吸附/解吸等实验,系统分析不同煤阶样品物质成分、孔隙结构、吸附/解吸特征差异及解吸滞后效应,结合甲烷吸附热计算结果,从能量角度探讨煤层气解吸滞后机理。结果表明:①煤样的镜质组反射率Ro,max分别为0.43%、1.26%、3.27%,低阶煤样品镜质组含量低、惰质组含量高、挥发分高和固定碳高,中、高阶样品则反之;煤变质程度增高,孔隙度、BET比表面积、BJH总孔容、分形维数D2呈“V”型变化,D1呈倒“V”型变化;②温度相同时,煤阶越高,残余吸附量越大,解吸难度增加。温度升高,残余吸附量呈先上升后下降的趋势,以40℃为拐点,温度对气体分子活化程度和煤的孔隙结构均有影响;③压力相同,煤阶越高,甲烷吸附速率越快,低压阶段(p<4 MPa),吸附量增加快,高压阶段(p>4 MPa),吸附量增加不明显;④DFS4#、SGZ11#、SH3#三个煤样解吸过程中等量吸附热均大于吸附过程中的等量吸附热,表明解吸过程需要持续从体系外吸收热量,而处于吸附态的甲烷由于解吸需要的等量吸附热大于吸附时的等量吸附热需要从外界环境吸取能量,吸附和解吸过程的能量差异会导致解吸滞后;处于游离态的甲烷,由于高压作用下进入微小孔,致使煤基质膨胀变形,孔隙结构改变,导致甲烷解吸受限,造成解吸滞后。

关 键 词：变质程度 等温吸附 等压吸附  分形维数 吸附热 解吸滞后  

分 类 号：TE132.2]