文档介绍：*主讲:史广山讲师安全学院瓦斯地质研究所瓦斯地质学第四章*第一节煤层瓦斯地球化学特征第二节煤层瓦斯赋存与瓦斯吸附解吸特征第三节煤层瓦斯含量及其影响因素第四节煤层瓦斯垂向分带第五节煤储层压力特征第六节煤层孔隙与裂隙特征第七节煤储层渗透性特征第八节煤储层瓦斯流动规律第四章煤层瓦斯赋存与煤储层物性特征第四章*第一节煤层瓦斯地球化学特征一、瓦斯的化学组分烃类气体:甲烷及其同系物非烃类气体:二氧化碳、氮气、氢气、一氧化碳、硫化氢和稀有气体氦、氩等。(一)烃类气体主要成分是甲烷,其含量一般大于80%,其他烃类气体含量极少。(二)非烃类气体非烃类气体含量通常小于20%第四章*二、影响瓦斯地球化学组成的地质因素煤岩组分(母质)煤阶瓦斯成因埋藏深度及相应的温压条件瓦斯解吸和扩散水动力条件和次生作用第四章*(一)煤岩组分的影响显微煤岩组分:镜质组、壳质组、惰质组煤分为腐殖煤类和腐泥煤类腐殖煤类以镜质组为主,含少量的壳质组、惰质组腐泥煤类以壳质组和富氢镜质组为主产气量:壳质组>镜质组>惰质组腐殖煤产气:高甲烷(90%~95%以上),低湿气(一般<%),腐泥煤类:甲烷较低(47%~75%左右)湿气较高(20%左右)(二)煤化程度的影响*一般而言,煤变质程度越高,生成的气体量也越多;低变质煤生成的热成因气以二氧化碳为主;高变质煤生成的气体主要成分为甲烷。(三)瓦斯成因的影响瓦斯成因:生物成因:二氧化碳的还原作用;生成的甲烷其同位素较轻且富氘;有机酸(一般为乙酸)的发酵作用。生成甲烷同位素较重且消耗氘热成因:1、重烃一般出现在中高挥发分烟煤;2、随着煤化程度的增高重同位素13C在甲烷和乙烷中富集;3、随着煤化程度的增高甲烷也相对富集氘*二、影响瓦斯地球化学组成的地质因素(四)埋藏深度影响随着煤层埋藏深度增加,煤层甲烷的同位素δ13C1值呈增大趋势。(五)瓦斯解吸和扩散同为甲烷分子,轻同位素12C1比较重的、极性更强的13C1容易解吸,且解吸速度快。(六)水文地质条件如美国圣胡安盆地,北部:超高压区瓦斯为富CO2干气,南部:低压区瓦斯则为贫CO2湿气。在区域抬升后又遭受剥蚀的盆地边缘,在细菌的降解和自身代谢活动作用下生成次生生物成因气。(七)次生作用的影响主要是生物成因气和热成因气的混合和湿气组分的氧化作用。第四章*一、煤层瓦斯赋存状态第二节煤层瓦斯赋存与瓦斯吸附解吸特征图4-3煤体中瓦斯赋存状态煤体游离瓦斯吸着瓦斯煤体孔隙吸附瓦斯*(一)吸附态瓦斯煤层瓦斯以吸附方式储存于煤层中。吸附状态的瓦斯占煤中瓦斯总量的80%~95%。煤是一种多孔介质,对瓦斯具有很强的吸附能力。一、煤层瓦斯赋存状态美国几个含煤盆地中煤与砂石储气能力的比较(据Kuuskvaa等,1989)1—圣胡安盆地高挥发分烟煤;2—黑勇士盆地中挥发分烟煤;3—常规砂岩储层(孔隙度Φ=25%,水饱和度为30%);4—圣胡安盆地中挥发分烟煤;5—常规砂岩储层(孔隙度Φ=%,水饱和度为35%)。