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鄂尔多斯盆地南部延安组煤层气解吸特征研究

作　者: 王晨
导　师: 马东民
学　校: 西安科技大学
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 鄂尔多斯盆地延安组低阶煤煤层气热力学特征
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

鄂尔多斯盆地是我国主要的一个聚煤盆地，其所含能源资源量在全国能源资源中占有很大比例，是我国低阶煤煤层气勘探的重点地区。但是，长期以来低阶煤煤层气勘探开发业界研究较为薄弱。随着采煤安全需求、洁净能源紧缺、环境保护需要，对低阶煤煤层气开采需求加大，彬长—黄陵鄂南地区目标层研究对于整个鄂尔多斯盆地侏罗纪煤层气资源勘探开发有重要指导意义。本文主要通过对延安组主采煤层大佛寺4#煤、大佛寺4上煤以及黄陵2#煤样进行工业分析、煤岩分析、液氮吸附、电镜扫描、压汞实验以及不同温度点煤层气吸附/解吸实验，计算等量吸附热、极限吸附热，分析低阶煤煤层气热的力学特征，根据计算结果对延安组煤层气解吸的热力学特征进行研究。研究结果表明，鄂南地区目标煤层为CY，属低阶煤，其孔隙以小孔、中孔为主，比表面积大，有利于甲烷的吸附。在非临界状态，甲烷—煤基质吸附作用程度与温度变化负相关，解吸量与温度正相关。随着压力的下降，解吸作用进一步增强，块样煤体对于煤层气的吸附解吸影响不是很明显。解吸过程的吸附热与吸附过程的吸附热的差值是造成解吸滞后的热力学本质。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 前言  8-15
  1.1 选题背景及选题意义  8-10
    1.1.1 选题背景  8-9
    1.1.2 选题意义  9-10
  1.2 煤层气储层解吸特征国内外研究现状  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-12
  1.3 研究内容、方法及技术路线  12-13
    1.3.1 研究内容  12-13
    1.3.2 研究方案  13
    1.3.3 技术路线  13
  1.4 工作量  13-15
2 煤的物质组成与结构  15-22
  2.1 煤的物质组成  15-17
    2.1.1 煤岩分析  15-16
    2.1.2 煤的工业分析  16-17
  2.2 煤的孔隙特征  17-20
    2.2.1 压汞实验及孔喉分布特征  17-19
    2.2.2 扫描电镜及孔隙特征  19
    2.2.3 液氮吸附实验及孔隙比表面积分析  19-20
  2.3 小结  20-22
3 吸附/解吸实验  22-41
  3.1 实验设备  22-24
    3.1.1 实验简介  22-23
    3.1.2 实验设备结构及原理示意图  23-24
  3.2 实验样品的制备  24-25
    3.2.1 空气干燥基样的制备  24
    3.2.2 平衡水分煤样的制备  24
    3.2.3 块样的制备  24-25
  3.3 实验过程  25
  3.4 实验数据预处理  25-26
  3.5 实验结果  26-33
    3.5.1 大佛寺 4~#煤样  26-29
    3.5.2 大佛寺 4~上煤样  29-32
    3.5.3 黄陵 2~#煤样  32-33
  3.6 结果分析  33-39
    3.6.1 吸附解吸模型的选择  33-34
    3.6.2 实验数据拟合结果  34-39
  3.7 小结  39-41
4 热力学特征  41-77
  4.1 等量吸附热  41-61
    4.1.1 大佛寺 4~#煤空气干燥基样等量吸附热计算  42-44
    4.1.2 大佛寺 4~#煤平衡水样等量吸附热计算  44-46
    4.1.3 大佛寺 4~#煤块样等量吸附热计算  46-49
    4.1.4 大佛寺 4~上煤空气干燥基样等量吸附热计算  49-51
    4.1.5 大佛寺 4~上煤平衡水样等量吸附热计算  51-54
    4.1.6 大佛寺 4~上煤块样等量吸附热计算  54-56
    4.1.7 黄陵 2~#煤空气干燥基样等量吸附热计算  56-58
    4.1.8 黄陵 2~#煤平衡水样等量吸附热计算  58-61
  4.2 极限吸附热  61-75
    4.2.1 大佛寺 4~#煤空气干燥基样极限吸附热计算  62-64
    4.2.2 大佛寺 4~#煤平衡水样极限吸附热计算  64-65
    4.2.3 大佛寺 4~#煤块样极限吸附热计算  65-67
    4.2.4 大佛寺 4~上煤空气干燥基样极限吸附热计算  67-69
    4.2.5 大佛寺 4~上煤平衡水样极限吸附热计算  69-70
    4.2.6 大佛寺 4~上煤块样极限吸附热计算  70-72
    4.2.7 黄陵 2~#煤空气干燥基样极限吸附热计算  72-74
    4.2.8 黄陵 2~#煤平衡水样极限吸附热计算  74-75
  4.3 吸附/解吸热效应分析  75-76
  4.4 小结  76-77
5 解吸特征  77-81
  5.1 物质组成对吸附/解吸的影响  77
  5.2 孔隙结构对吸附/解吸的影响  77-78
  5.3 压力对吸附/解吸的影响  78
  5.4 温度对吸附/解吸的影响  78-79
  5.5 吸附热对吸附/解吸的影响  79-80
  5.6 小结  80-81
6 结论  81-83
  6.1 结论  81
  6.2 建议  81-83
参考文献  83-85
致谢  85-86
附录 1 扫描电镜图片  86-91
附录 2 攻读硕士期间参与科研项目与成果  91

鄂尔多斯盆地南部延安组煤层气解吸特征研究

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