吸附–解吸状态下煤层气运移机制

刘永茜，张书林，舒龙勇

煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院)

摘 要：带吸附作用的煤层气运移规律一直是煤层气地质学界关注的焦点问题之一。为研究吸附–解吸状态下的煤层气运移机制,推导了气体吸附–解吸方程并分析了多孔介质扩散–渗流理论,开展了煤层气运移实验并对实验结果进行了分析。研究结果发现:煤体孔隙结构对煤层气运移具有"容阻效应","容储""阻降"二重特性并存构成了煤基质的基本功能;气体运移过程中煤体对CO₂和CH₄吸附能力的差异体现在吸附响应时间、吸附速率增长率、吸附平衡时间和最大吸附体积等4项指标;煤层气运移过程中扩散和渗流两种方式并存,当裂隙及大孔内气体压力较中–微孔隙系统气体压力高时,气体运移速率以渗流为主,否则以扩散为主。

关键词：煤层气运移机制;吸附–解吸;容阻效应;动力吸附;双重介质;分子极性;