煤层气排采知识点

绪论 瓦斯主要由高等植物经烷基化作用形成。以高等植物为主的成煤原始质料在沼泽中细菌参与下经生物降解作用形成活泥炭，泥炭经成岩作用形成褐煤，再经变质作用有机质发生热裂解形成烟煤和无烟煤。 瓦斯的基本特征 1、瓦斯储层是孔隙裂隙双重介质结构 微孔体系： 大孔体系： 吸附量占 80-90%，游离瓦斯量占 10-20%。 2、瓦斯的赋存状态 3、瓦斯的运移方式 微孔-大孔-微裂纹-裂隙-裂缝 煤体是由若干尺寸小于极限颗粒组成，在尺寸小于极限粒度的煤粒中，瓦斯流动是扩散运动，符合菲克定律。 煤粒在尺寸大于极限粒度的煤粒中，瓦斯的流动是渗流运动，符合达西定律。 煤储层渗透率大小受多种地质因素影响，其中地应力是最主要的因素。 基质收缩： 煤层气的产出，钻孔周围的瓦斯含量与压力下降，煤体会发生收缩变形，使得煤层中的裂缝张开，增大钻孔周围的煤层透气系数。如天府矿务局刘家沟煤矿，抽放瓦期前，瓦斯原始最高压力是 4.6MPa，抽放后压力下降到 0.5MPa，透气性增大到原来的60倍。 国际精细应用化学联合会分类： 大孔>50nm；中孔2-50nm；微孔<2nm。 微孔：就是指在相当于滞后回线开始时的相对压力下已经被完全充填的那些孔隙，它们相当于吸附分子的大小。微孔容积约为0.2-0.6cm3/g，而其孔隙数量约1020个，表面积500-1000m2/g。 中孔：是那些能发生毛细凝聚使被吸附液化而形成弯液面，从而在吸附等温曲线上出滞后回线的孔隙。 大孔在技术上是不能实现毛细凝聚的。 孔洞、裂隙 孔洞：气孔、植物残余组织孔、溶蚀孔、铸模孔、晶间孔、原生粒间孔、缩聚失水孔 裂隙：内生和外生 孔：通孔、盲孔、封闭孔、开式孔 不同形态的孔对于瓦斯运移作用是不同的，孔的通道是构成煤体中流体渗流的主要通道，盲孔虽然与孔的通道相连接，但对流体的渗流没能贡献，其中的流体以扩散的开工运移达到孔的通道，敞开孔与自由面相通，其中的流体扩散至自由空间中，敞开孔对流体渗流没有贡献，由于封闭孔与其他孔不连通，其中的流体处于封闭状态。 排采时间越长，排采有效半径越大，其影响范围逐渐增加。抽放 30个月有效半径达到 40米，抽放 8个月有效半径可达到 20m。 煤孔径分布与煤阶关系 煤的最高内在水分是指煤的孔内达到 饱和吸水状态的水分，或是煤在饱和水蒸气的气氛中达到平衡时除去外在水以外的水分。 褐煤(Cdaf<75%)有着最发达的孔结构，随着煤化程度的增高，孔隙率逐渐变低；到无烟煤阶段(Cdaf<90%)孔隙率开始增加...