煤层残留气解吸过程组分体积分数的精细变化

陈义林^1,2，秦勇^1,2，易同生³

1. 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室2. 中国矿业大学资源与地球科学学院3. 贵州省煤田地质局

摘 要：为了研究煤层残留气解吸过程中组分体积分数的精细变化特征,采集织纳煤田9个煤矿和钻孔新鲜无烟煤煤样,采用三大阶段、九小阶段的精细解吸实验获得多组残留气样品,利用SP-3400型气相色谱仪测定了气体的组分体积分数。结果发现:残留气在粉碎阶段脱出的气体体积最大,指示残留气主要来自封闭孔隙;甲烷、二氧化碳、一氧化碳和乙烷的体积分数在粉碎脱气阶段最低,呈"V"型3段式变化特征;氮气体积分数在粉碎脱气阶段最高,呈反"V"型3段式变化。每种组分在粉碎后加热脱气过程存在显著的分馏效应,二氧化碳、一氧化碳和乙烷的体积分数逐级递增,氮气和甲烷则呈递减的趋势。研究认为,环境温度和组分吸附能力的差异导致残留气在脱气过程中存在规律性的组分分馏效应,常温脱气结束后煤基质孔隙中滞留了更多吸附能力较强的组分,在90⁹5℃水浴加热环境下才被驱动解吸。

关键词：无烟煤;残留气;解吸过程;组分体积分数;精细变化;