CH4-煤吸附/解吸过程视电阻率变化的实验研究

摘要：

为了揭示不同宏观煤岩组分CH4-煤吸附/解吸过程中煤体视电阻率的变化规律,以彬长矿区大佛寺煤矿侏罗系延安组4号煤层为研究对象,通过工业分析及不同煤样(暗煤、镜煤和原煤样)、含水率(空气干燥基样、自然吸水样和通风干燥箱温度为378.15 K的干燥样)视电阻率测试实验,分析了煤体视电阻率、甲烷吸附量和平衡压力之间的关系.研究发现,暗煤的固定碳含量高于镜煤,灰分、水分低于镜煤,暗煤干燥样(通风干燥箱温度为378.15 K)初始视电阻率最大.甲烷的吸附对煤体视电阻率的影响表现为随着甲烷吸附量增加,煤体视电阻率明显降低,升压(吸附)过程,煤体视电阻率与压力、吸附量呈二次函数关系,其主要原因是甲烷吸附放热、煤体膨胀以及水在孔喉内壁的铺展导致视电阻率降低.由于甲烷吸附导致煤基质表面发生气-水置换,游离水使得可溶矿物质溶解,离子浓度提高,煤体导电由电子导电变为离子导电为主辅以电子导电的混合导电,因此升压(吸附)过程,煤体视电阻率降低,但由于可溶矿物质的有限性以及煤的疏水性,使得吸附后期煤体视电阻率趋于稳定.降压(解吸)过程,由于煤基质膨胀后的收缩是不可逆(形变),煤体视电阻率不能恢复到初始值.相较暗煤,镜煤孔隙连通性差,但孔喉曲率较大,此时双电层带电粒子数量多,成堆聚集,最终导致相同条件下镜煤的导电性能好于暗煤,即镜煤的煤体视电阻率小于暗煤的煤体视电阻率.

关键词：大佛寺煤矿、煤体视电阻率、宏观煤岩组分、吸附/解吸、含水率

所属期刊栏目：12

分类号：TE122(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家自然科学基金;陕西省公益性地质调查项目

在线出版日期：2022-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：572-579