煤层气基本特性.docx

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1、第一章煤层气基本特性煤层气是赋存在煤层中的自然气体，其化学成分以甲烷为主，也含有数量 不等的其他燃类和杂质气体。第一节主要内容：煤层气的主要化学组分包括：甲烷、二氧化碳和氧气，含少量的重燃气（乙 烷、丙烷、丁烷、戊烷）、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢以及微量的稀有 气体（氮气、就气、氤气、氯气等）。通常，将甲烷与燃气之百分比定义为干燥系数。干燥系数大于95%的煤层气 称为干气，小于95%的为湿气。煤层气化学组成的垂向变化：从地表至煤层气风化带下限深度，依次形成了 二氧化碳一氮气带、氮气一甲烷带和甲烷带。其中二氧化碳氮气带、氮气一甲 烷带通称煤层气风化带。（在层气风化带内的煤层气资源，通常缺乏

2、开发采用价值，不列入资源计算。）其次节主要内容：煤层气基本物理性质：煤层气中往往含有微量的芳香族碳氢化合物气体，经常伴有一些苹果的香 味。煤层气的热值是指单位体积煤层气燃烧时所产生的热量，也称煤层气的燃烧 热。甲烷的爆炸极限：5.3%14.0%o在地层条件下，煤层气密度随储层压力的增高而加大，随储层稳定的上升而 减小。由于空气的密度等于1.2928,故煤层气的密度（质量）与相对密度大不相同 （见下表）。煤层气化学组分的密度和相对密度组分密度相对 密度组分密度相对 密度组分密度相对 密度甲烷0.71660.5543戊烷3.21592.4872硫化氢1.53921.1906乙烷1.35611.04

3、88二氧化碳1.97681.5921水蒸气0.76800.5941丙烷2.09181.5617氮气1.25050.9673空气1.29281.0000丁烷2.67202.0665氧气1.42891.1053氨气0.17820.1380黏度是流体运动时，其内部质点沿接触面相对运动、产生内摩擦力以阻抗流 体变形的性质，常用动力黏度系数（流体内摩擦切应力与切应变率的比值）来表 示。煤层气黏度是确定其集中运移特性的重要参数。当压力超过40kg/cm2时，压力才对煤层气黏度有明显影响。压力上升，黏 度增大。煤层气在水中具有溶解性，不同气体的溶解性差别很大。甲烷溶解度对压力的变化非常敏感，压力增大，溶解度

4、增加。第三节主要内容：煤层勺类型.1、按赋存状态：游离气吸附气水溶气2、按物质来源：有机气无机气3、按演化阶段和化学作用分类：生物成因气热成因气在地层条件下，煤层气一般以吸附态为主。煤层气开采中的所谓“排水降压”，实质上是通过排水方式在井孔四周形成 压力差，使得煤层气产生定向解吸、集中、渗流与运移。煤对气体吸附势能因气体化学成分以及煤的孔隙结构、物质组成、煤级等而 异。一般来说，煤级增高（镜质组反射率小于4.5%时）、微孔比表面积增大，煤 的吸附势能增加。分子偏心因子不同所造成的分子极性差异，形成了煤对不同流 体分子吸附力量的大小挨次：水二氧化碳燃气氮气。第四节主要内容：煤中有机质的演化具有阶段性。第一次跃变发生在长焰煤后期阶段，镜质组反射率在0.6%左右。其次次跃变发生在焦煤初期阶段，镜质组反射率在1.3%左右。第三次跃变发生于贫煤与无烟煤的分界线四周，镜质组反射率在2.5%左右。第四次跃变发生在低级无烟煤阶段末期，镜质组反射率在3.7%左右。