煤体结构对低阶煤甲烷吸附-解吸及产气特征影响探讨

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单位中煤科工西安研究院(集团)有限公司;
来源煤炭科学技术
摘要
我国低阶煤煤层气资源丰富,煤层气储层物性研究对煤层气勘探开发都具有重要的作用。以鄂尔多斯盆地东缘侏罗系煤层为研究对象,利用大样量甲烷吸附-解吸实验、核磁共振甲烷吸附实验、煤层气井解吸气测试实验及煤层气井工程产气实践等多重手段,分析了煤体结构对低阶煤吸附-解吸甲烷特征、甲烷储集形态、含气性及产气特征及差异的影响。实验结果表明,低阶煤煤体破坏程度越强、煤对甲烷的吸附量越高、Langmuir体积越大,甲烷主要以吸附态、吸附-解吸转换态、游离自由态三种方式存在,不同煤体结构煤的甲烷吸附-解吸实验均易出现解吸滞后现象,煤体结构越差、甲烷初始解吸速率越高、所测煤层含气量越大。研究综合表明,低阶煤煤体结构破坏程度越强,甲烷吸附能力越高、以吸附态与吸附-解吸动态转换态稳定储集的甲烷比例越高、甲烷含气量越大;煤体结构也是影响煤层气井产气特征与曲线形态的主要因素,煤层气井抽采煤层以原生结构为主时,气井产气时间早、初期产气量高,产气曲线呈三台阶式增长并趋于稳定特征,当抽采煤层以碎裂结构与碎粒结构为主时,气井开始产气时间晚、初期产气量低,产气曲线呈双台阶时增长并趋于稳定。综合认为,低阶煤地面煤层气开发不应将煤体结构作为开发选区与产气量大小评价的主要影响因素,煤矿区煤炭开采中也更需重视煤体结构良好情况下的瓦斯检测与防治工作。研究成果可为鄂尔多斯盆地东缘煤层气储层再认识与地面开发工程优化、煤矿瓦斯治理提供参考价值。

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