煤储层条件下水分_平衡水分测定方法研究.pdf

1999 年 8 月 COAL GEOLO GY EX PLO RA T ION ·25 · 煤储层条件下水分——平衡水分测定方法研究 ( ) 张庆玲　 煤炭科学研究总院西安分院地质所　7 10054 　　摘要　通过温度、粒度、时间等对平衡水分的影响实验, 分析了各因素对平衡水分影响的原因, 并在大量样品测试研究基础上, 修改完善了平衡水分测定方法的技术参数, 确定了实验的最佳条 件, 为等温吸附实验提供了准确、可靠的保证, 并提出了相应的试验参数及误差范围。 关键词　煤　等温吸附　平衡水分　测定方法 中国图书资料分类法分类号　 6 181105 P 作者简介　张庆玲　女　37 岁　高级工程师　分析化学 1　引言 在煤层气评价、开发工作中, 煤的等温吸附试验 是一项不可缺少的重要手段, 其结果的准确性直接 影响煤层气评价结果与开发部署。为了客观地反映 煤的吸附能力, 等温吸附实验过程应尽量模拟煤的 地下储层条件, 即储层的温度、压力、水分等, 使试验 结果更符合真实情况, 更具有可靠性。由于储层温 度、压力通常是可知的, 所以等温吸附实验所遇到的 主要困难是储层条件下煤中水分的恢复。 水分对煤的吸附过程有着极其重要的影响, 水 的存在, 会降低煤对甲烷吸附量。水为极性分子, 与 甲烷相比更容易被煤吸附, 从而占据甲烷的位置。尤 其在低煤级的煤中, 水分较高, 这种现象更为明显。 ( ) Joub er t 等人 1973、1974 研究发现: 煤层在未达到 临界水分时, 水分增加使其对甲烷吸附量降低, 超过 图 1　水分对等温吸附曲线的影响 临界水分后, 甲烷吸附量不再随水分的增加而减少。 验样品在粒度、取样量、平衡时间等方面与此标准不 我们通过实验也证明了这一观点。图 1 为水分对吸 尽相同, 国内还没有统一的规范。 ( ) 附等温线的影响, 在达到临界水分 2% 之前, 煤吸 笔者在对大量样品测试结果的分析研究基础 附甲烷的能力随水分的增加而减少。水分由0 增加 上, 对平衡水分实验测定方法进行了修正, 并提出了 到 2% , 煤层饱和吸附气量从 351 3 降到 250 cm g 相应的试验参数及误差范围。 3 ( ) , 达到临界水分 2% 后, 水分增加对吸附量 cm g 2　影响平衡水分的基本因素 ( ) ) 并无明显影响。Joub er ty 等人 1973、1974 认为临 界水分就是平衡水分。因此吸附实验应该在等于或 2 1　温度对平衡水分的影响 大于平衡水分的条件下进行, 以代表其原地埋藏条 硫酸钾饱和溶液的饱和蒸汽压随温度而变化, 件。 因此温度的变化会影响煤的平衡水分。为研究温度 目前等温吸附实验样品的前处理——平衡水分 对吸附煤样平衡水分影响的显著性, 笔者对 30 个不 ( ) 测定大多参考美国A STM 材料试验协会标准。但实 同煤级煤样做了室温 17～ 32 ℃ 与 30 ℃恒温条件 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights re