煤层吸附气的全解吸过程及组分与碳同位素变化:基于热模拟实验结果

摘要：

解吸法是测试煤层含气量、评价煤层气地球化学特征的常用方法,但由于存在一定数量的损失气,使得对煤层气的全解吸过程了解甚少,也难以评估损失气拟合计算的可靠性.利用自主研发的煤层气/页岩气生成与解吸实验装置,对一块煤岩样品(Ro=0.84％)进行了模拟(模拟后样品Ro=1.80％),精确测定了在设定条件下的损失气、解吸气与残留气的数量、成分与甲烷碳同位素,对比研究了USBM直线法和多项式回归法对损失气拟合计算的制约条件与可靠性,探讨了煤层气解吸过程中成分与甲烷碳同位素分馏的机理.结果表明:损失时间是影响损失气量估算结果可靠性的关键,当损失时间较短(＜0.25 h),USBM直线法与多项式法估算的均损失气量较接近真实值;相比之下,多项式法的结果更为可靠.样品气体解吸过程存在成分与甲烷碳同位素分馏,表现为:气体干燥系数(C1/C1-3)总体降低,甲烷碳同位素(δ13C1)逐渐变重.样品广泛发育纳米孔隙结构,在气体解吸过程中存在的解吸-扩散-运移分馏是导致气体组分和甲烷碳同位素分馏的重要原因.

关键词：煤层气、模拟实验、损失气量、气体组分、甲烷碳同位素

所属期刊栏目：43

分类号：P618.11(矿床学)

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项资助项目XDB10040300,XDA14010104;国家科技重大专项资助项目2017ZX05008-002-004

在线出版日期：2019-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2848-2856