郭红玉,罗 源,马俊强,夏大平,季长江,苏现波

(1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;2.中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000;3.山西蓝焰煤层气集团有限责任公司,山西晋城 048006)

不同煤阶煤的微生物增透效果和机理分析

郭红玉1,2,罗 源1,马俊强1,夏大平1,2,季长江3,苏现波1,2

(1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;2.中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000;3.山西蓝焰煤层气集团有限责任公司,山西晋城 048006)

为研究不同煤阶煤的微生物增透效果及其机理,采集不同煤样进行生物甲烷模拟实验,并分别采用光学显微镜、压汞仪、FTIR和XRD进行测试,对比分析煤在生物甲烷代谢前后的表面孔裂隙、孔隙结构、官能团和微晶结构的变化特征。实验结果表明:生物甲烷代谢后煤光片的表面裂隙数量、长度和宽度增加;煤样孔容显著增加,孔隙连通性增强,孔隙结构得以改善,而孔比表面积降低;煤的含氧官能团增多,芳香环部分被打开,并在断裂处引入羟基,其含量也相应增加;芳香核层间距d002增加,芳香层数Nc、堆砌度Lc和延展度La相应减小。微生物不仅能利用煤作为碳源代谢产生甲烷以增加煤层气资源量,还可以改善煤的孔隙结构,有利于提高储层渗透性,同时降低了煤的比表面积,从而有利于煤层气解吸。

煤层气;生物甲烷;渗透率;孔隙结构;官能团;微晶结构

煤层气开发不但能获得高效洁净的能源、降低煤矿通风成本,同时也可减少温室气体排放,多年来一直受到世界各煤炭生产国的广泛关注。……