09016203-张良-液态水对煤储层吸附能力的影响

1、（华东）CHINAUNIVERSITYOFPETROLEUM本科毕业设计（论文）题目：液态水对煤储层吸附能力的影响学生姓名：张良学号：09016203专业班级：地质学09级2班指导教师：刘长江2013年5月31日中国石油大学（华东）本科毕业论文液态水对煤储层吸附能力的影响摘要论文以IS-100等温吸附解吸仪和MTS815型电液伺服岩石实验系统为分析测试手段，选取了煤层气勘探开发的热点地区一一沁水盆地南部主力煤储层样品,重点对注水煤样、平衡水煤样、干燥煤样等温吸附实验进行了对比研究，探讨了液态水对煤储层吸附能力的影响机理。研究结果表明：在朗格缪尔体积方面，注水煤样的朗缪尔体积明显高于平衡水煤样，

2、也高于干燥煤样；在朗缪尔压力方面,注水煤样的朗格缪尔压力最大，其次为平衡水煤样，干燥煤样的最小；在模拟储层的条件下，注水煤样的实验结果更能反映实际情况；储层条件下煤层中的液态水可以加强煤基质吸附气体的能力，吸附的规律更符合Langmuir模型。关键词：煤储层；甲烷吸附；液态水；机理EffectofliquidwaterontheabsorptivecapacityofcoalreservoirAbstractTlieIS-100isothermaladsorptionanddesoiptioninstnimentandMTS815typeelectro-hydiaulicseivorockex

3、perimentsystemforanalyzingthemeanstest,selectedforcoalbedmethaneexplorationhotspotsthesouthernQinshuiBasinmaincoalreseivoirsamples,mainlyconductedacomparativestudyoftheiiijectionofcoalsample,thebalanceofwater,diycoalcoalisothermaladsorptionexperiment,mechanismoftheeffectofliquidwateroncoaladsorption

4、capacityofreservoir.Researchresultsshowthat:comparedwithiiijectionofcoalsamplesandwaterbalanceofcoal,coaliiijectioncoaldiying,theLangmuirvolumewassignificantlyliiglierthanthatofequilibriumwatercoalsample,alsoliiglierthanthatofdrycoalsample;Langmuirpressure,themaximumiiijectioncoalsamples,followedbyt

5、hebalanceofwatersample,drycoalsampleisthesmallest,inreseivoirsimulationundertheconditionofwater,coalsampleexperimentalresultsrelativetotheequilibriumwatercoalsample,diycoalsamplecanreflecttheactualsihiation;liquidwaterunderreseivoirconditionincoalseamsignificantlyinfluencematrixofcoaladsorptioncapac

6、itygas,canstrengthenthematrixofcoalgasadsorbent,adsorptionismoreconsistentwithLangmuirmodel.Keywords:coalreservoir;methaneadsorption;liquidwater;mechaiiisin中国石油大学(华东)本科毕业论文目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark14 第1章引言1 HYPERLINK l bookmark16 第2章研究的工作基础2 HYPERLINK l bookmark18 1煤储层的三相特征2 HYPERLINK l b

7、ookmark20 2.2煤储层的多重孔隙结构3 HYPERLINK l bookmark22 第3章煤吸附气体的固气作用机理初探5 HYPERLINK l bookmark24 1煤吸附气体的表面物理本质及过程5 HYPERLINK l bookmark26 2朗格缪尔(Langmuir)单分子层吸附模型讨论5 HYPERLINK l bookmark28 3.3等温吸附实验研究6 HYPERLINK l bookmark30 第4章液态水对煤储层吸附能力的影响9 HYPERLINK l bookmark32 1平衡水样、注水样实验研究9 HYPERLINK l bookmark34 4.2

8、水分对煤储层吸附的影响11 HYPERLINK l bookmark36 3固液气相间作用的物理化学本质12 HYPERLINK l bookmark38 第5章结论与问题讨论14 HYPERLINK l bookmark40 1结论14 HYPERLINK l bookmark42 5.2问题讨论14 HYPERLINK l bookmark44 结束语及致谢16 HYPERLINK l bookmark46 参考文献17第1章引言第1章引言我国煤层气勘探与开发试验己经走过将近30年的探索历程，2002年在晋城、阜新等地率先实现了商业性开发，目前己进入规模性开发前夜，中国煤层气工业正在形成。

9、煤层气是一种新型洁净能源，在煤储层中的存在状态可以是游离态、吸附态和固溶态，其最主要的存在状态是吸附态，在经济技术可以达到的开发范围内，吸附态的甲烷可以达到90%。煤层气的含气量会受到煤吸附能力的显著影响，煤基质的等温吸附曲线及特征，是评价煤层气资源及其潜力的重要参数。煤储层是由固体、液体、气体组成的三相体系。其中，固相主要是有机大分子组成的煤基质，它发育了大量微孔的，是一种多孔隙的复杂介质；气相中的主要成分是甲烷，其次还含有少量的气态水、二氧化碳、氮气、重烧气等；液相的主要成分是液态的水，某些情况下也可能见到液态的烧类。煤的三相体系之间存在着复杂作用：其中有固体与气体之间的作用，主要是煤的有

10、机大分子基质吸附和解吸气体，此外，气体的运移、储集都是由煤基质中大孔隙來提供适当的空间；气体与液体之间的作用主要表现是气体在水中能够溶解和逸出；而固体与液体之间作用主要是，水会对煤基质表面进行润湿，孔隙中存在着水的充填以及运移。上述三种作用之间会相伴发生,相互彫响。对于煤储层中固气间的作用，液气间的作用，前人有很多研究,但是，固体和液体间的作用对煤储层吸附的影响，大家研究的比较少，本论文会以实验的研究结果为依据來进行讨论。第2章研究的工作基础 第2章研究的工作基础2.1煤储层的三相特征煤储层表示的是地层条件下储集着天然气的煤层，与常规天然气储层相比，煤储层的孔隙比表面积较大、吸附能力较强、储气

11、能力较大并且具有双重孔隙结构等特点。煤基质中的固态物质是以固态的有机质为主并且含有数量不等的矿物质，他们共同组成了煤的基本骨架。从微观上來看，煤基质是一种大分子有机质，其基本结构单元是由缩合芳环体系组成，缩合芳环体系则是通过苯环缩合而形成的缩合芳环，缩合芳环之间的结合会形成平面碳网，平面碳网在垂向上叠加构成芳香稠环体系或芳香核，各种煤级就是平面碳网的大小以及其在垂向上的叠加的不同來划分。煤储层中液态物质主要是裂隙、大空袭中的自由水和存在煤基质中的束缚水。在煤化学中，我们把煤中的水分划分为了外在水分、内在水分和化合水：外在水分指的是在实验条件下，煤样与周围空气达到湿度平衡时失去的水；内在水分是指

12、实验条件下达到空气干燥状态时残留在煤中的水分，煤在100%相对湿度下达到吸湿平衡时除外在水分以外的水分，称为最高内在水分，在煤层气的研究中常引入平衡水含量或临界水含量的概念，其值会略低于最高内在水分；化合水乂称结晶水，是以化学方式与煤中矿物结合的水，具有严格的分子化，高温下才能脱除。煤储层中的气态物质就是煤层气，主要化学成分为甲烷、二氧化碳、氮气、重烧气等。甲烷在煤层气中的赋存方式有游离态、吸附态、固溶态。不同赋存态甲烷在甲烷总量中比例取决于煤储层孔隙一裂隙系统、煤大分子结构缺陷、煤吸附能力等因素。正常情况下，煤储层中游离甲烷约占甲烷总量的8%12%,但吸附甲烷均要通过解吸或置换才能被开釆出來

13、。吸附甲烷是指裂隙一孔隙表面及芳香层缺陷内所吸附甲烷的统称，其与游离态呈动态平衡状态，会随着环境条件的变化而不断运动和交换。2.2煤储层的多重孔隙结构煤储层是由孔隙和裂隙构成的多孔介质。由于这一特性，才使得煤储层具有储气的能力和允许煤层气扩散一渗流一运移的能力。煤储层中天然裂隙在国外被称为割理，在整个煤层中连续分布的割理称为面割理，终止于面割理或与面割理交叉的不连续割理称为端割理。鉴于国内对割理的定义不明确，多数研究者以面裂隙代替面割理，端裂隙代替端割理。有些难以用肉眼辨认、必须借助显微镜等才能观察的裂隙叫做显微裂隙，其往往局限于一个煤岩分层内、发育多组，方向零乱，是主要由流体压力、收缩应力等

14、形成的内生裂纹，但也同样可见由外应力形成的构造裂隙。煤的孔隙结构具有高度不均一性，埃米到微米级孔径的孔隙均有分布。对于煤孔隙大小，前人有不同的划分，如表2-1。针对我国部分含煤盆地不同煤级煤，前人做了很多孔隙结构的实验，其实验参数表明：总体上，总孔容随着煤级的增加，会呈现逐渐下降的趋势。其中，微孔呈高低高的“V“字型变化，与其相反，大孔则会呈现低高低的变化趋势“切。张小东等研究发现，孔径在60-1000nm的孔隙分布特别稀少，并且孔径分布的连续性较差；在褐煤中，过渡孔、中孔含量较高，孔径分布的连续性较好；中等变质程度的焦煤中，大孔含量和孔径分布的连续性介于前两者之间。表2-1煤中孔径结构划分比

15、较（直径单位：nm）B.B.XonoT(1961)Dubinin(1966)IUPAC(1966)H.Gan(1972)杨思敬(1991)微孔，10微孔，2微孔，2微孔，1.2微孔,20大孔,50粗孔,30人孔，750孔容和表面积是孔隙的重要特征。孔容即孔隙的体积，常用比孔容表示，单位cm3/g,与煤级和煤物质组成密切相关，随着煤级增高，煤的总孔容先减小后增大，在焦煤中期阶段达到极小值（如图2-1）o煤的表面积包括外表面积和内表面积，外表面积所占比例极少，儿乎全是内表面积。内表面积用比表面积表征，单位m7go由于气体(如甲烷和二氧化碳)或液体能在煤的内表面被吸附，因此可以用气体或液体的灌注煤孔

16、隙的可进度來估算内表面积。如图2-2为煤的N2和CO表面积随煤级的变化规律，变化曲线呈现凹状。OoOtEO、他贰漫O7oooooO50505(JX2PX2、i1一0嵌4亠)0Cd,mmf/%图2-1总孔容随煤级的变化Cd,mmf/%图2-2比表面积随煤级的变化(据Levine,1992)第3章煤吸附气体的固气作用机理初探 第3章煤吸附气体的固气作用机理初探煤储层具有强烈的吸附性，这是其与常规天然气储层之间的根本区别，煤层气主要是以物理吸附的方式储存在煤基质表面和孔隙内表面，另有极少量的气体以游离态存在于较大的孔隙或裂隙网络中向。3.1煤吸附气体的表面物理本质及过程吸附作用表示物质表面的气体或者

17、液体分子聚集的现象，它属于一种传质过程，物质内部分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面分子相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或者固体物质表面可以吸附其他的液体或者气体，尤其是表面积很大的物质。吸附过程有两种，第一种是物理吸附，吸附过程中物质不会改变原有性质,吸附能小，被吸附的物质很容易再解吸，例如对煤中吸附的气体升温，即可以将被吸附的气体驱逐出煤孔隙壁表面；第二种为化学吸附，吸附过程中会改变原來物质的性质，除存在引力外，还存在化学键，吸附能较大。对于煤层气來说，其主要以物理吸附方式存在于煤储层中。3.2朗格缪尔（Xngmuir）单分子层吸附模型讨论朗格缪尔模型建立于1916年，他有

18、四个基本假设：固体表面具有吸附能力是因为表面原子力场欠饱和，但是气体分子只有碰撞到尚未被吸附的空白表面时才能被吸附，当固体表面排满一层分子之后，这种力场会达到饱和，因此吸附是单分子层的；固体表面是均匀的，各处的吸附能力相同，吸附热不随覆盖度变化，是一个常数；已被吸附的分子，当其热动能足以克服吸附剂引力场位垒时，乂会重新回到气相，再回到气相的机会不受临近其他吸附分子的影响，即被吸附分子之间无作用力，吸附与解吸是一对可逆的过程；吸附平衡是一种动态平衡，吸附的同时解吸也在进行，即使吸附达到平衡，也只是吸附速度等于解吸速度而己叭朗格缪尔吸附等温方程表述为:VbP0=vm1+bP或者VmbPabPVLP

19、1+bP1+bPP+Pl式中：e一一煤孔隙表面被气体分子覆盖的百分数，称为覆盖度；V”，a一一煤孔隙表面覆盖满单分子层时的吸附量，即最大吸附量；VL一一朗格缪尔体积；b一一吸附系数，是温度和吸附热的函数；V一一气体压力为p时的吸附量；Pl一一朗格缪尔压力（等于l/b）o温度升高，b值减小或戌值增大，故吸附量随温度的升高而降低。朗格缪尔方程能够很好地描述像煤一样的微孔吸附剂对气体的吸附。当压力非常小时可以演化为：V二VmbP,由此可见，低压下吸附量与气体压力成简单的正比关系。在压力非常大时，吸附气儿乎充满所有的微孔隙，吸附量达到最大值，该值即吸附常数Vm。当前，朗格缪尔吸附模型在煤层气吸附研究及

20、勘探开发中应用很普遍。很多人对Langmuir吸附模型的适应性进行了实验研究，认为:不同煤岩类型中，镜煤的等温吸附实验结果最符Langmuir等温吸附曲线，而不同煤级煤中，高煤级煤和中、低煤级煤相比，Langmuir方程的拟合程度较高3.3等温吸附实验研究实验仪器:美国TerraTek公司生产的IS-100型等温吸附解吸仪。实验原理:釆用体积法，Langmuir单分子层吸附模型，用Langmuir方程拟合等温吸附曲线以得到相关参数。实验条件：实验温度为25C；干燥煤样、平衡水煤样的等温吸附实验最大初始压力为12MPa,注水煤样等温吸附实验的最大初始压力为812MPa；实验气体为纯度99.99%

21、的甲烷气体。样品的制备与原理：样品的选择：等温吸附实验的样品既可以是岩屑，也可用岩心。岩屑样品的缺点是不能确切知道其原始深度，其结果是所选样品可能不代表整个生产层段的储层性质。通常是根据深度和灰分含量來选择样品，为了使非煤物质对实验结果的影响减至最小程度，尽可能选择灰分含量少的样品；样品的制备：用不同煤层或者不同灰分含量的煤制成合乎要求的平均样品;如果灰分高于要求，可采用沉浮比重分离方法从部分破碎煤样中除去。对非煤物质，这种比重分离可选用比重合乎要求的聚氯乙烯(1.6g/cm,25C)、二澳甲烷(2.48g/cm3,25C)混合液，釆用顶部浮选煤样的方法来完成。工业分析：将样品破碎，进行筛分分

22、析，确定样品的粒径分布。平衡水分含量的确定：首先将样品称重，精确到0.2mg,把预湿煤样或干燥煤样放进装有过饱和氐S0,溶液的真空干燥器中，该溶液可以使相对湿度保持在96%-97%o干燥器内真空度为30mm汞柱，并浸在30C水浴内或对流烘箱中放置48h,然后把样品拿出，再称重。水分含量用1减去干煤重与平衡煤重的比值來确定气体吸附容量测定过程：校准仪器，确定实验缸的容积；基准缸充气的压力要大于现时等温阶段实验缸要求的最终压力；打开基准缸和实验缸之间的阀门，让两者压力相等，然后再关闭阀门；实时观察实验缸的压力，以确定现阶段在什么时候达到压力稳定，也就是达到吸附或者脱附平衡；重复阶段2到阶段4,当达

23、到实验最终压力时可以停止。实验可以得到煤的等温吸附曲线。如图3-1,图3-2。对同一煤级不同粒度的煤做了干燥样等温吸附实验可以得到数据，如表3-1o对比表中不同粒级的干燥煤样的等温吸附实验结果，发现各种粒级实验结果的朗格缪尔体积差别不是很大，可以认为，样品粒级对等温吸附实验结果的Langmuir体积基本没有影响，这为增大实验样品的粒度和结果的可比性提供了依据。表3不同粒度煤的实验参数比较粒度（mm）朗格缪尔体积Vl（m3/t）朗格缪尔压力Pl（MPa）平衡水灰分10532.210.333.3S%5.64%S231.210.383.29%6.74%2131.210.323.2S%6.74%105

24、31.210.103.29%6.74%0.50.331.210.253.29%6.74%0.30.128.380.023.19%7.84%（初始压力为12MPa,平衡压力为lOMPa,实验温度为25C）圧力（MPa）压力(MPa)图31煤吸附甲烷的等温吸附曲线（干燥样，粒度l-Zinm，试验温度25C）图3-2煤吸附甲烷的等温吸附曲线图（干燥样，粒度O.3-O.5mm,试验温度250但是，对比分析实验结果中的Langmuir压力，可以发现，粒度在1mm-10mm之间时,Langmuir压力差别比较小（5mm-10mm的Langmuir压力比1mm-5mm的还要小），当粒度lmm时，Langmu

25、ir压力的差别比较大。所以在进行等温吸附实验，制备煤样时，要选用合适的粒度。通过以上数据，可以知道，为了尽量减小粒度对Langmuir圧力的影响，应该选择5mm-10mm粒度级的煤样。第4章液态水对煤储层吸附能力的影响 第4章液态水对煤储层吸附能力的影响4.1平衡水样、注水样实验研究实验样品取自沁水盆地的无烟煤，对于同一煤样，我们将其分成了若干份,做不同的等温吸附实验，对各个不同粒度的煤，我们均对其干燥煤样、平衡水样和注水样进行了等温吸附实验。试验样品特征：宏观煤岩组分主要是亮煤，含有少量镜煤线理，剔除了一条暗煤条带，没有见到丝碳层；显微煤岩组分含量组成如下图4-1。镜质组86%悟质组9%壳质

26、组1%矿物质4%图4-1样品显微煤岩组分含量表注水实验的基本过程：实验前的准备：为本次实验所加工的各种用品。破碎煤：将煤样破碎至厘米级，分为8份：1份(CZ8)作为备用，其余7份分别破碎至：10mm5mm(CZ1)、(CZ2)、(CZ3)、1mm0.5mm(CZ4)0.5mm0.3mm(CZ5)、0.3mm0.lmm(CZ6)、0.1mm(CZ7)o将CZ1-CZ7进一步各分为6份，1份制备为干燥煤样，1份制备为平衡水样，4份制备为注水煤样，每份质量要大于100g。对干燥煤样，平衡水煤样，注水煤样分别釆取下述操作。烘干：将煤样置入105C恒温的干燥箱内进行烘干24小时，使煤样充分干燥并称重，得

27、ml。抽真空:对每个煤样用真空泵进行抽真空，每次抽真空的时间均为8小时，以保证所有煤样的真空度相同。大气压注水：将抽真空后的煤样直接放入到蒸懈水（为保证实验的可比性,蒸镉水均为同样方法制取）中，用大气压进行注水，每次放入蒸係水的时间均为15小时，称重，得大气压下注水量m2。加压注水：在伺服仪（电液伺服岩石力学实验系统，MTS815.02）上用不同的压力（8MPa、12MPa、16MPa和20MPa）对煤样进行注水，注水时间均控制在3小时。称重后可以得到此时的注水量m3。将从伺服仪上拿回的煤样装入IS-100型等温吸附解吸仪进行等温吸附实验。下表是在实验温度为25C、初始压力为12MPa、平衡压

28、力为lOMPa的条件下，分别对粒度为5mm10mm的干燥样、平衡水样和水压为8MPa、12MPa、16MPa和20MPa的注水样所做的等温吸附实验所得到的数据。从表4-1中我们可以看出，在三种煤样中：1、干燥样的最大饱和吸附量大于平衡水样和注水样；2、注水煤样的最大饱和吸附量要大于平衡水煤样；3、对于注水样，不同压力下的最大饱和吸附量各不相同。4、水压16MPa时的最大饱和吸附量在四种水压下是最大的，然后依次为8MPa20MPa12MPa。表4-2煤等温吸附实验成果表样品朗格缪尔体积Vl（m3/t）朗格缪尔压力Pl（MPa）平衡水干燥煤样33.080.33-平衡水样25.001.875.47%

29、注水样水压SMPa34.103.4911.14%水压12MPa30.732.649.72%水压16MPa34.893.8613.02%水压20MPa31.652.7112.17%（等温吸附实验中，初始压力为12MPa,平衡压力为lOMPa；煤样粒度为5mmlDmm；实验温度为25C）对注水煤样、平衡水煤样、干燥煤样的等温吸附曲线进行比较（如图4-1）,在压力5MPa时，注水煤样的等温吸附曲线和平衡水煤样的比较接近，吸附量大体相当，但是明显低于干燥煤样；压力在515MPa时，注水煤样的等温吸附线和平衡水煤样开始显著分离，注水煤样的吸附量大于平衡水煤样，小于干燥煤样;在压力15MPa时，注水煤样的

30、等温吸附线逐渐逼近并超越干燥煤样，最终饱和吸附。干燥煤样大约在6MPa时达到最大饱和吸附量，平衡水煤样约在1OMPa时接近最大饱和吸附量，而注水煤样会在30MPa时左右到达最大饱和吸附量。三种煤样的等温吸附曲线在与实验数据的拟合度方面，干燥煤样的最差，注水煤样的最好，而平衡水煤样的等温吸附曲线与实验数据拟合介于两者之间。(E)矣拴荃兰图4-2注水煤样、平衡水煤样、干燥煤样等温吸附曲线（粒度25*04.2水分对煤储层吸附的影响传统理论认为，水分对煤的吸附能力起抑制作用，这是因为与甲烷相比，水分子具有极性，煤会优先吸附水分子，占据了甲烷的有效吸附位，从而使甲烷饱和吸附量减少。但是，当煤中的水分超过

31、临界水分，气态水分饱和而出现液态水后，水分的增加对甲烷的吸附量不会有影响，也就是说液态水对煤吸附能力不会产生影响。对于水分对煤吸附能力的影响中，前人结论成立的实验条件和现实煤储层的地层条件有很大的不同：实验条件下，煤基质里的水分是干燥煤样在常温常压下吸附气态水或者浸入液态水而得到的，但是因为受到孔隙界面张力的作用，液态水只能够让煤的外表面以及煤中的一部分比较大的孔隙得到润湿，而煤的外表面和比较大的孔隙表面对煤吸附甲烷能力的影响很小，对甲烷吸附能力影响较大的是孔径比较小的孔隙，所以当液态水在实验条件下，无法进入孔径比较小的吸附孔隙时，液态水就不会对煤吸附气体产生较大影响；相对实验条件，现实煤储层

32、的地层条件下，煤储层的压力和温度完全可以使得液态水进入孔径很小的吸附孔隙中，这样被润湿的孔径较小的孔隙就会加强了对甲烷的吸附能力。4.3固液气相间作用的物理化学本质煤大分子有机质的基本结构单元是由苯环组成的芳香核，第二级结构成分是煤大分子间的桥键和交联键，第三级结构成分则是芳香核周围大量的原子基团，这些原子基团中既有碱性的，乂有酸性的。除了上述之外，煤的有机结构中还存在着由0、N、S杂质原子形成的各种官能团。煤有机大分子的原子基团和各种官能团中很多是极性的问。当甲烷分子和气态水分子在煤基质的表面竞争吸附时,由于水分子的极性，水分子与煤分子间的吸附力（范徳华力）以Keeson力为主，而煤层气的主

33、要组分是甲烷、氮气、二氧化碳，它们的分子结构是空间对称或者线形对称，是没有极性的，这就使得煤分子与气体分子间的吸附力主要是London力和Debye力。因为London力和Debye力要比Keeson力弱很多，所以气态水分子与煤层气分子在煤基质表面竞争吸附时粗在明显的优势对于注水煤样而言，在外力作用下，液态水进入煤孔隙时，水会克服界面张力使煤基质孔隙内表面被润湿，形成水膜，这使得煤分子和第一层水分子间存在强的Keeson力，会形成连续的水分子吸附层。这样，煤分子对第二层水分子的吸附力会同时受到第一层和第二层水分子之间氢键的反方向作用，使得煤分子对第二层水分子的吸附力显著变小，煤分子对外层水分子

34、的吸附力就会变得越來越弱。这时，由于甲烷分子不具有极性，溶解和扩散在液态水中的甲烷分子和煤分子间的吸附力与甲烷分子与第一层水分子之间的作用力方向相同，使得第一层水分子表面的吸附位可供甲烷分子使用，而基本上不能吸附水分子。煤基质润湿表面会对甲烷分子的吸附能力增强，对自由水分子的吸附能力降低，这就导致了注水煤样吸附气体能力比平衡水煤样要高。尤其是当气体压力比较大的时候，气体在水里的溶解度以及扩散速度会增大，注水煤样对气体的吸附也会得到增强。注水煤样与干燥煤样相比，吸附能力增大，而吸附位置不会明显减小，使得注水煤样的Langmuir体积与干燥煤样相当或者略高，当气体压力比较低时，气体在水中的溶解和扩

35、散相对就会很弱，干燥煤样会比注水煤样吸附气体量要高一些。所以，注水煤样对甲烷吸附能力增强，主要就是因为煤基质润湿表面对甲烷分子的吸附能力变强了。 第5章结论与问題讨论第5章结论与问题讨论5.1结论通过对干燥煤样、平衡水煤样、注水煤样等温吸附实验的对比和研究，我们可以得到以下结论：（1）注水煤样吸附气体能力强的主要原因是因为润湿煤基质的吸附力会增大；（2）在现实储层条件下，液态水对煤基质吸附气体的能力会有明显的影响，可以使煤基质吸附气体的能力得到加强，等温吸附规律会更符合朗格缪尔模型；（3）在模拟储层条件下，注水煤样、平衡水煤样、干燥煤样三者的等温吸附实验结果存在差异：注水煤样的实验结果相对于平

36、衡水煤样、干燥煤样能更好的反映实际情况。在模拟储层条件下，采用注水煤样的等温吸附实验方法比平衡水煤样的等温吸附实验方法更好，在以后可以取代平衡水煤样等温吸附实验。5.2问题讨论煤储层能够吸附气体是煤储层的基本特征之一。根据等温吸附实验结果，可以进行含气量的预测、含气饱和度计算、临界解析压力的估算、用于储层模拟和煤层井产能预测、评估煤层气釆收率等。通过注水煤样的等温吸附实验，我们可以知道，液态水能够显著影响煤储层对气体的吸附能力。模拟储层条件下，注水煤样的等温吸附实验结果比平衡水煤样、干燥煤样更加接近于实际情况。与目前普遍釆用的平衡水煤样的等温吸附实验方法相比，注水煤样的等温吸附实验结果对煤层气

37、资源评价和开发仍然存在影响：（1）储层压力25Mpa时，对于含气饱和度的计算会低一些、煤层含气量的预测会高一些、临界解吸压力的估算要低、煤层井产能要高、生产高峰会來的要晚、对煤层气采收率评估要高；（2）储层压力5Mpa时，两者的差别不太明显。在5Mpa时，注水煤样和平衡水煤样的等温吸附曲线开始分离，对于不同地区或者不同煤层样品來说，可能会在不同的压力发生分离。随着气体压力的增大,平衡水煤样等温吸附实验结果和等温吸附曲线与实际情况会差别变大，由此会带來煤层气资源评价工作的偏差。所以，开展模拟煤储层条件下，注水煤样等温吸第5章结论与问题讨论附实验是解决问题的重要途径之一。第5章中国石油大学（华东）本科毕业论文结束语及致谢时光荏苒，岁月如梭，蓦然回首，己经到了大学四年的尾声。四年的大学生活中既有快乐也有艰辛，说长不长，说短不短，但它给我的影响却不能用时间來衡量，这四年以來，我所经历过的事和人，都将是我美好记忆中的一部分。马上就要离开学校踏上工作岗位了，这将是我人生历程的乂一个起点。在这里我要感谢我的父母，是