【摘 要】
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现场解吸法是当前煤层含气量测定的主要方法,该方法中对煤心样品装罐前煤层气逸失气量的估算是准确获得煤层含气量的关键。本文以贵州省大河边区块和相邻的那罗寨煤矿为工程背景和示例,选取区内那罗寨煤矿主采煤层7#煤和11#煤层典型煤样和DH参1井煤层为研究对象,基于煤层气地质学的煤层含气量计算方法、煤层气解吸扩散规律等理论基础,采用相关基础测试分析、实验室吸附解吸物理实验模拟、煤层含气量修正模型构建、煤层解
【基金项目】
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国家重大科研仪器设备研制项目（41727801）构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开发模拟试验系统； 贵州省地勘基金项目“贵州上二叠统龙潭组煤层气重点层段优选和丛式井完井及压裂技术研究与示范”（项目编码:【208-9912-JBN-UTS0】）课题二《贵州煤层气规划区块地质选区评价技术研究》；
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现场解吸法是当前煤层含气量测定的主要方法,该方法中对煤心样品装罐前煤层气逸失气量的估算是准确获得煤层含气量的关键。本文以贵州省大河边区块和相邻的那罗寨煤矿为工程背景和示例,选取区内那罗寨煤矿主采煤层7#煤和11#煤层典型煤样和DH参1井煤层为研究对象,基于煤层气地质学的煤层含气量计算方法、煤层气解吸扩散规律等理论基础,采用相关基础测试分析、实验室吸附解吸物理实验模拟、煤层含气量修正模型构建、煤层解吸速率和解吸量数学模型求解等方法,研究了不同煤体结构煤的兰氏体积、兰氏压力、临界解吸压力、孔隙度、视密度等主要因素对煤层解吸量的影响,开发了煤层含气量校正软件并将计算软件应用于DH参1井现场解吸的工程数据处理,较好地解决了现行煤层含气量测定方法中逸失气量和残余量估算失真造成构造煤含气量测定结果偏低的问题,研究成果对煤层气勘查和煤层气开发都具有现实指导意义。论文研究主要取得了以下主要认识与成果:（1）研究区煤层属于低水分、低灰分的半亮型煤和光亮型煤,有利于煤层的生气、储集和运移;压汞实验和扫描电镜观测结果显示煤中孔隙以中、大孔为主,进退汞曲线呈现出较为明显的差异特征,其中糜棱煤由于孔隙孔径较大,进退汞速率明显快于其他煤样。（2）随煤样构造变形程度升高,等温吸附/解吸实验显示其吸附解吸能力也会增强。实验样品中片状煤和糜棱煤的吸附量和解吸量最高,降压解吸阶段煤样解吸速率也最快。（3）煤基质中煤层气主要以吸附态和游离态赋存;解吸过程中,吸附态气体服从Langmuir方程,解吸后形成的游离态气体运移服从Fick第一扩散定律;基于上述物理模型,通过推导后得出煤基质单元的平均解吸速率数学模型和煤基质累积解吸扩散量数学模型。实验数据与模拟计算结果比较发现:原生结构煤的模拟计算解吸气量会略低于实验测得的煤层气总解吸量;对于构造煤,煤层气解吸量的模拟计算结果会明显高于实验结果;且随着不同煤样构造变形程度升高和孔裂隙结构增多,两种不同方法获得的结果相差越显著。（4）工程示例中使用GB/T 19559-2008标准获得的煤层含气量与所开发的煤层含气量校正软件的模拟计算结果对比:对于原生结构煤,不同方法获得的煤层含气量比较接近;对于构造煤,现有方法获得的结果远低于应用本次所建立修正模型和方法所获得结果。
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