什(shen)麽(me)是吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)?

吸(xi)附是甲(jia)烷(wan)在(zai)煤(mei)層(ceng)中(zhong)的(de)最(zui)主(zhu)要(yao)賦(fu)存方(fang)式,約占(zhan)80%~90%。吸(xi)附煤(mei)層(ceng)中(zhong)的(de)甲(jia)烷(wan)即是吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)。

吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)有哪些特(te)征(zheng)?

在(zai)不(bu)同(tong)的(de)濕度(du)、溫度和(he)壓(ya)力(li)條(tiao)件下(xia),甲(jia)烷(wan)煤(mei)樣上(shang)的(de)吸(xi)附量是不同的(de)。由(you)於(yu)甲(jia)烷(wan)在(zai)碳(tan)基(ji)吸(xi)附劑上(shang)的(de)吸(xi)附過程可逆(ni),反(fan)應(ying)放熱(re),當系(xi)統(tong)達到(dao)平(ping)衡(heng)狀態(tai)時(shi),甲(jia)烷(wan)的(de)吸(xi)附速率等於(yu)解(jie)吸(xi)速(su)率。

隨(sui)著(zhe)壓(ya)力(li)增大,甲(jia)烷(wan)分子不斷附著(zhe)在吸(xi)附劑表面(mian)上(shang),吸(xi)附位(wei)點逐(zhu)漸趨(qu)於(yu)飽和(he),這將導(dao)致(zhi)吸(xi)附劑表面(mian)能不(bu)斷降低(di),表現為(wei)壓(ya)力(li)增大引起(qi)的(de)吸(xi)附能力(li)增幅減弱(ruo);另(ling)壹方(fang)面(mian),甲(jia)烷(wan)壓(ya)縮性(xing)隨(sui)著(zhe)壓(ya)力(li)增大不斷提高,體相(xiang)容量(liang)不(bu)斷增大,當壓(ya)力(li)超過極大值(zhi)後(hou),相比(bi)附著(zhe)在吸(xi)附劑上(shang),此(ci)時(shi)甲(jia)烷(wan)分子更容易(yi)壓(ya)縮在體相(xiang)中(zhong)。另(ling)外(wai),壓(ya)力(li)極(ji)值(zhi)點(dian)的(de)數值(zhi)大(da)小(xiao)還取(qu)決於(yu)體相(xiang)和(he)吸(xi)附相中(zhong)甲(jia)烷(wan)容(rong)量(liang)的(de)相對(dui)大(da)小(xiao),甲(jia)烷(wan)在(zai)兩(liang)相(xiang)中(zhong)的(de)容量(liang)均隨(sui)溫度增加(jia)而降低(di),這造成(cheng)了(le)不(bu)同(tong)溫度條(tiao)件下(xia),壓(ya)力(li)極(ji)值(zhi)點(dian)略有不同。

為(wei)什(shen)麽(me)要研究(jiu)吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)?

我(wo)國(guo)煤(mei)層(ceng)氣資(zi)源(yuan)豐(feng)富(fu),深部煤(mei)層(ceng)氣資(zi)源(yuan)量(liang)大(da),開(kai)發前(qian)景廣(guang)闊。但我(wo)國(guo)近30年來對(dui)煤(mei)層(ceng)氣的(de)勘探(tan)開發和(he)相(xiang)關研究(jiu)主(zhu)要(yao)針(zhen)對(dui)1000m以(yi)淺(qian)煤(mei)層(ceng),較(jiao)少(shao)涉足(zu)1000m以(yi)深煤(mei)層(ceng)。與(yu)淺(qian)煤(mei)層(ceng)相比(bi),深煤(mei)層(ceng)具有高溫、高壓(ya)、高地應(ying)力(li)、滲(shen)透(tou)性(xing)差(cha)、強度低(di)的(de)特征(zheng),且其(qi)中(zhong)的(de)甲(jia)烷(wan)通(tong)常(chang)處於(yu)超臨(lin)界(jie)狀態(tai),造(zao)成(cheng)了(le)深部煤(mei)層(ceng)氣體賦(fu)存狀態(tai)和(he)產(chan)出(chu)機(ji)理認識不(bu)清(qing),制約了(le)我(wo)國(guo)煤(mei)層(ceng)氣產(chan)業(ye)的(de)發展(zhan)。

開(kai)發煤(mei)層(ceng)氣既(ji)能消(xiao)除煤(mei)炭開(kai)采過程中(zhong)的(de)安全隱(yin)患,又(you)能減少(shao)其(qi)直接(jie)排放到(dao)大(da)氣(qi)中(zhong)造(zao)成(cheng)的(de)環境汙染,還能緩(huan)解(jie)常(chang)規(gui)化(hua)石(shi)燃(ran)料的(de)供(gong)應(ying)問(wen)題(ti)。隨(sui)開(kai)發進行(xing),吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)不(bu)斷解(jie)吸(xi),並將(jiang)導(dao)致(zhi)煤(mei)巖基(ji)質(zhi)收(shou)縮,表現為(wei)裂隙(xi)的(de)張開(kai)和(he)滲(shen)透(tou)率的(de)改(gai)善(shan)。因(yin)此(ci),了(le)解(jie)甲(jia)烷(wan)在(zai)煤(mei)巖上(shang)的(de)吸(xi)附特征有助於(yu)準確估算煤(mei)層(ceng)氣地質(zhi)儲量,並揭(jie)示其(qi)產(chan)出(chu)機(ji)理。

低(di)場核(he)磁共(gong)振(zhen)技(ji)術如何研究(jiu)吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)?

低(di)場核(he)磁共(gong)振(zhen)技(ji)術是壹種先(xian)進的(de)無損檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)。低場核(he)磁共(gong)振(zhen)技(ji)術的(de)基(ji)本工(gong)作(zuo)原(yuan)理是(shi)先(xian)獲(huo)得(de)被(bei)測(ce)物(wu)體的(de)核磁(ci)共(gong)振(zhen)信(xin)號,根據(ju)不同組分的(de)弛豫(yu)時(shi)間差(cha)異(yi),得到(dao)核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)成(cheng)像(xiang)圖或T2弛(chi)豫(yu)分布圖譜,低場核(he)磁共(gong)振(zhen)技(ji)術既可(ke)檢(jian)測(ce)多(duo)孔(kong)介質(zhi)的(de)結構特性(xing),也(ye)可(ke)檢(jian)測(ce)多(duo)孔(kong)介質(zhi)的(de)某些(xie)物(wu)理特(te)性(xing)和(he)流(liu)動參數(shu)及(ji)流(liu)體和(he)多(duo)孔介質(zhi)骨架(jia)間相互(hu)作(zuo)用(yong),研究(jiu)流(liu)體在(zai)其(qi)中(zhong)流(liu)動狀況及(ji)分布規律.低場核(he)磁共(gong)振(zhen)T2弛(chi)豫(yu)分布技術,可以(yi)根據(ju)測(ce)量(liang)到(dao)的(de)馳豫(yu)時(shi)間來分析(xi)吸(xi)附在煤(mei)體中(zhong)的(de)氣體.因(yin)此(ci)應(ying)用(yong)低場核(he)磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像(xiang)或T2弛(chi)豫(yu)分布技術研究(jiu)煤(mei)儲層(ceng)中(zhong)煤(mei)層(ceng)氣賦(fu)存運(yun)移規(gui)律有望直觀(guan)揭(jie)示煤(mei)層(ceng)氣在(zai)煤(mei)層(ceng)中(zhong)的(de)賦(fu)存流(liu)動狀態(tai)、運(yun)移產(chan)出(chu)過程中(zhong)的(de)各(ge)方(fang)面(mian)影(ying)響因(yin)素(su),從而搞清(qing)楚(chu)煤(mei)體內(nei)部煤(mei)層(ceng)氣運(yun)移流(liu)動狀態(tai)和(he)賦(fu)存狀態(tai).

賦(fu)存在(zai)煤(mei)體中(zhong)的(de)甲(jia)烷(wan)氣(qi)體(包(bao)括吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)和(he)遊(you)離(li)態甲(jia)烷(wan))其(qi)馳豫(yu)時(shi)間要比(bi)純遊(you)離(li)態的(de)甲(jia)烷(wan)氣(qi)體的(de)短,且(qie)信(xin)號(hao)強度也(ye)要(yao)小(xiao)很多,低(di)場核(he)磁共(gong)振(zhen)成(cheng)像(xiang)圖或T2弛(chi)豫(yu)分布圖譜可以很好的(de)反(fan)映吸(xi)附態甲(jia)烷(wan)和(he)遊(you)離(li)態甲(jia)烷(wan)。