煤層的儲存方法介紹
1、吸附氣,煤層區別於常規天然氣儲層的主要特徵是,大部分氣體以吸附的方式儲存於煤層中。經測算,吸附狀態的氣佔煤中氣體總量的80%~95%,具體比例取決於煤的變質程度、埋藏深度等因素(張新民等,1991)。在我國,中、高變質程度的煙煤和無煙煤中實測煤層氣含量(乾燥無灰基)爲10~30cm3/g,最高可達36cm3/g,甚至更高;據測算,煤層的儲氣能力是同體積常規砂岩儲氣能力的2~3倍。煤中吸附氣含量,可以用直接法,通過煤樣解吸試驗得到;也可用以用間接法,通過Langmuir方程計算求得。
2、遊離氣,在氣飽和的情況下,煤的孔隙和裂隙中充滿着處於遊離狀態的氣體。這部分氣服從一般氣體狀態方程,由於甲烷分子的自由熱運動,因而顯現出氣體壓力。遊離氣的含量取決於煤的孔隙(裂隙)體積、溫度、氣體壓力和甲烷的壓縮係數。煤中游離氣的含量不大。據前蘇聯科學院艾魯尼等人的資料,中等變質程度的煤,在埋深300~1200m的範圍內,其遊離氣僅佔總含氣量的50%~12%。
3、水溶氣,水對甲烷有一定的溶解能力。根據煤炭科學研究總院西安分院在20世紀80年代後期進行的系統甲烷水溶試驗的結果(表5.9)。與其他氣體相比,甲烷在水中的溶解度是較小的。例如,在0℃和常壓下,甲烷在水中的溶解度爲0.055L/L,而相同條件下乙烷在水中的溶解度爲0.098L/L,二氧化碳爲1.713L/L,硫化氫爲2.67L/L。可以看出,甲烷在水中的溶解度僅爲二氧化碳的1/30。儘管如此,當溶解度低的甲烷溶於大量的地下水中,就會有巨大的氣體從氣藏中運移出去,引起甲烷的散失。在自然界,煤層常常爲含水層,當儲層壓力低到足以使氣體能夠從煤中解吸出來時,甲烷會因地下水的運動而從煤層中運移出去。
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