煤体结构与甲烷吸附/解吸规律相关性实验研究及启示

来源期刊：煤炭学报2018年第5期

论文作者：康志勤 李翔 李伟 赵静

文章页码：1400 - 1407

关键词：煤体结构;构造煤;吸附/解吸;显微CT;扫描电镜;

摘    要：甲烷（CH₄）在煤体中的流动包含"渗流—扩散—吸附/解吸"3个环节,相比粉状煤,采用块状煤体进行CH₄吸附/解吸实验能够更有效地表征煤层中气体的流动状态。为此,依托渭北煤田韩城矿区煤样,利用自行设计的块煤吸附/解吸实验装置,研究了低压下块状同体积原生结构煤、碎裂煤和糜棱煤的CH₄等温吸附/解吸特性;采用显微CT和扫描电镜分析了3种煤样的孔裂隙结构和显微构造,探讨了煤体结构对CH₄吸附/解吸的影响。结果表明:不同煤体结构煤的CH₄吸附/解吸特性有显著差异。结构致密的原生结构煤,孔隙度较低,导致CH₄吸附/解吸平衡时间长,吸附量低,解吸率低;相比原生结构煤,脆性变形碎裂煤张裂隙发育且相互贯通,孔隙度变大,连通性好,导致CH₄吸附/解吸平衡时间变短,吸附量升高,解吸率增大;韧性变形糜棱煤孔隙数量虽增多,但裂隙被揉皱闭合,形成孤立分布的孔隙结构,渗透性变差,导致CH₄吸附/解吸平衡时间最短,解吸速率最快,说明大多数CH₄仅吸附在块煤内构造变形作用下形成的粒间孔隙中。可知,碎裂煤储层是煤层气开发的有利区域;而致密原生结构煤和糜棱煤储层可尝试通过多尺度压裂、注热等技术手段实施储层改造以增加煤体裂隙通道,达到气井增产增效的目的。