煤层气吸附∕解吸特性研究现状与进展.pdf

《煤层气吸附∕解吸特性研究现状与进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、专业管理煤层气吸附/解吸特性研究现状与进展12111刘俊英滑志超张雅兰唐剑茹李江江(1.中国石油华北油田公司勘探开发研究院煤层气实验室,河北任丘0625502；2.中国石油渤海钻探工程有限公司第四钻井工程分公司,河北任丘062550)摘要：针对煤层气吸附/解吸特性在煤层气勘探开发中的温吸附曲线，特别是在国内多采用Langmuir等温方程来描述煤重要作用，基于大量的技术文献调研，就煤层气中单组分气体对CH4的吸附和煤层气的评价。但是煤对CH4的吸附并不完全和多元组分气体在煤的吸附/解吸特性、模型的国内外研究现符合Langmuir

2、模型的假设。Clarkson等用四种吸附模型描述煤状和进展进行了综述，对下一步煤层气吸附/解吸特性的发展吸附CH4等温吸附过程，拟合度结果为D-A方程>D-R方程>趋势和需要解决的问题做了进一步探讨。BET模型>Langmuir模型。Laxminarayana也对这四种模型进行关键词：煤层气；吸附；解吸；模型；多元组分；进展了评价，拟合度结果为D-A方程>BET模型>D-R方程>Lang⁃煤层气是赋存在煤层及其围岩中的非常规天然气，主要组muir模型。于洪观等通过对8个模型用晋城和潞安煤对CH4吸分为CH4、N2、C2H6、C

3、O2。我国煤层气资源极为丰富，但赋存条附实验数据进行拟合，结果表明上述模型均能较好的描述煤吸件差，储层特征表现为低压、低渗、低饱和度，煤层气解吸及运附CH4过程，并且参数越多拟合度越高，以D-A方程拟合度最移困难，导致目前我国煤层气井大多数产量低，产量递减快，掌高。Schroeder等在高压条件下用BET模型、D-P方程对CH4等握煤层气吸附/解吸特性是我国煤层气基础理论研究中的一项温吸附曲线进行拟合，结果表明优于Langmuir模型。Harpalani重要工作。等采用Langmuir、BET、D-R、D-A四个模型拟合了煤对

4、CH4吸附1煤层气吸附/解吸特性研究历程行为，实验结果表明D-R方程描述煤样对气体的吸附行为的拟较系统的研究煤的吸附行为始于二十世纪中期，1955年，合度较差，Langmuir方程、D-A方程拟合度可满足要求。Moffat、Yang等提出煤对CH4、N2、CO2等气体的吸附属于物理吸由此可见，Langmuir方程并不是描述煤吸附行为的最佳方附；1966年，Anderson等人用体积法测得煤层中CH4、N2、CO2等程，煤吸附气体过程不完全符合Langmuir理论的所有假设条气体的解吸/吸附等温曲线并发现了滞后现象；1977年，

5、Kim等件。用于描述煤吸附等温线的模型种类繁多，要明确指出煤吸建立了Kim方程，将煤层的灰分、煤阶、水分、温度和压力等因附CH4最符合哪种理论还为时过早。素进行关联；1985年Yang等开展了干煤样N2+CH4二元混合气2.2煤层气其他组分吸附研究体吸附测试；1986年Bell等用Langmuir吸附模型关联了吸附实随着煤对多元气体的吸附实验的研究，逐渐开展了煤对验数据；1991年，Stevenson、Greave等测量了CH4、N2、CO2及其二CO2、N2等气体吸附的研究。Dutta等使用Langmuir模型和D-A元和三

6、元混合气体在干煤岩表面的吸附等温线，并用理想气体方程在中等压力条件下拟合了煤对纯CO2的等温吸附曲线，结吸附溶液模型(IAS)对多元组分气体实验数据进行了拟合，人们果表明D-A方程的拟合度明显优于Langmuir模型。Schroeder开始着手研究多组分气体的等温吸附模型。在国内相关的研等发现对于CO2吸附，D-R方程与BET方程仅在低压条件下拟究还比较少，仍然以使用Lnagmuir模型为主。合较好。唐书恒、杨宏民、于宝种、于洪观，周军平等曾做过2煤层气单组份吸附/解吸理论模型100%CO2和N2的等温吸附实验，结果表明在同等

7、条件下，煤吸附CO2的能力大约为煤吸附CH4的能力的2-10倍。同一煤样对研究固-气吸附最常用的方式是通过实验建立吸附等温CH4和N2的吸附实验结果相比，CH4的吸附量要比N2的吸附量线，IUPAC1985年提出Ⅰ型-Ⅵ型6种吸附等温线。研究表明，大的多。煤层气中几种常见组分的吸附能力大小是：N2＜煤对CH4等气体的吸附等温曲线为I型。基于不同的吸附系统CH4＜C2H6＜CO2，且各种气体的解吸曲线都滞后于吸附曲线。和假设，目前已建立了诸多描述等温吸附的理论模型和方程，而崔永君通过研究煤对CH4、N2、CO2吸附，发现压力增高

8、，吸附如Langmuir模型、BET模型、Polyanyi吸附势理论（D-A方程、D-量增加幅度顺序变为：N2>CH4>CO2。低变质长焰煤、气煤吸附R方程)、Freundlich方程、Langmuir-Freundlich吸附模型、GibbsN2时，Freundlich方程