马东民,李来新,李小平,白怀东,王 杰,刘厚宁,李方晴

(1.西安科技大学,陕西西安 710054;2.国家能源煤与煤层气共采技术重点实验室,山西 晋城 048204;3.陕西省煤层气开发利用有限公司,陕西西安 710065;4.陕西省煤田地质局131队,陕西韩城 715400;5.中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安 710054)

大佛寺井田4号煤CH4与CO2吸附解吸实验比较

马东民1,2,李来新3,李小平4,白怀东5,王 杰1,刘厚宁1,李方晴1

(1.西安科技大学,陕西西安 710054;2.国家能源煤与煤层气共采技术重点实验室,山西 晋城 048204;3.陕西省煤层气开发利用有限公司,陕西西安 710065;4.陕西省煤田地质局131队,陕西韩城 715400;5.中国煤炭地质总局航测遥感局,陕西西安 710054)

以迅速降低大佛寺4号煤含气量,提高地面煤层气井采收率为目标,进行CO2驱替CH4技术的实验研究。对采自大佛寺矿井40114工作面的样品,进行多个温度点柱体原煤与60～80目平衡水样的CH4与CO2吸附解吸对比实验。结果表明:CO2在煤孔隙表面与CH4一致,吸附过程符合Langmuir方程,解吸过程可用解吸式描述;由热力学计算可知,柱体原煤升压过程CO2吸附热为56.827 kJ/mol,CH4吸附热为12.662 kJ/mol,降压过程CO2吸附热为115.030 kJ/mol,CH4吸附热为23.602 kJ/mol,无论升压过程还是降压过程CO2吸附热远大于CH4吸附热,两种气体在煤孔隙表面竞争吸附时CO2占据优势,导致置换解吸;吸附势、吸附空间计算验证了这个结论;利用CO2驱替CH4技术,提高煤层气采收率,理论依据充分可行。

吸附;解吸;吸附热;吸附势;吸附空间;大佛寺井田

煤层气多以吸附状态赋存于煤储层孔隙表面,煤层气排采多采用降压解吸的方式,目前虽然取得一定成效,但是现场排采发现,即使井底压力降的很低,煤层中依然存在未能解吸出来的CH4。……