2 煤层气组成与性质.ppt

1、煤层气的物质组成、性质和利用,一、煤型（层）气的形成 1、生物降解煤层气 泥炭褐煤阶段 Ro,max0.5% 2、热解型煤层气 褐煤瘦煤阶段 Ro,max介于0.52.0% 3、裂解气阶段 瘦煤阶段二号无烟煤 2.0%Ro,max3.7%,4、主要生气阶段和产率 （1）褐煤至长焰煤阶段 生气38168m3/t，CO2占7292%， 烃类20%以甲烷为主，重烃气4% （2）长焰煤至焦煤阶段 生气168270m3/t，烃类气体迅速增加，占7080%， CO2下降至10%左右。烃类气体以CH4为主，重烃可 占1020%，如壳质组含量多，则油和湿气含量也多。 （3）瘦煤至无烟煤阶段 生气270422m

2、3/t，烃类气体占70%，其中CH4占绝对 优势(9799%)，几乎没有重烃。 ,显微组分对成气的贡献 壳质组镜质组惰质组为310.8， 镜质组的产气率为惰质组的4.3倍，壳质组为惰质组的11倍。,不同煤类的产气量和吸附能力,二、煤层气的化学组分,1、烃类气体 甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷。 2、非烃类气体 有氮、二氧化碳、 一氧化碳、硫化氢、氢 及微量的惰性气体。,3、干气与湿气 干气（贫气）：CH490% 或 C1% 95% 湿气（富气）： CH45%,沁水盆地不同类型气样组分变化对比表,三、煤层气的物理性质,甲烷为无色、无味、无溴、无毒的气体，但煤储层中往往含有少量其它芳香族碳氢气体，

3、因此常常伴着一些苹果的香味，在大气压0.101325 MPa，温度0C的标准状态下，每立方米重0.716 Kg与空气比较，其比重约为0.554比空气轻。当空气中混有5.3 14.0%浓度的甲烷，遇火即可燃烧或爆炸。甲烷浓度达到43%，人感到呼吸短促；甲烷浓度达到57%，人处于昏迷状态，甲烷浓度达到9.5%，遇明火爆炸最为猛烈。 二氧化碳为无色、无嗅、略具酸味气体，比空气重，突然喷出可使人窒息。煤矿瓦斯对煤矿生产和安全是有害的气体，应排出并加以利用。,不同离子组成和煤中有机质微粒对甲烷溶解度的影响。,3、游离气计算,中国煤层气甲烷碳同位素组成,四、煤层气地球化学,沁水盆地煤层气井排采气分析数据表

4、,煤矿采掘面煤岩解吸气分析结果,甲烷稳定同位素分布,乙烷碳同位素（13C2） 13C2变化于-24.8-12.5 CO2的13C 分布范围为-17.2+28.3,主要集中于-15.8-10.7，明显偏重。 煤层中气体解吸扩散从而发生同位素的分馏，并致使残留吸附于煤层中的同位素变重 甲烷与二氧化碳之间的碳同位素交换反应 后期生物改造等作用,煤型（层）气的鉴别标志 1）相同成熟度 Ro,max=0.502.5% 13C-30.0是煤型气， 13C -43%-55是油型气。 2）煤型（层）气比油型气的甲烷同系物的同位素重 煤型气：13C2 -25.1, 13C3-23.2 混合气： -25.1 13C2 -28.8 -23.2 13C3 -25.5 油型气：13C2 -28.8, 13C3 -25.5,3）煤化作用早、中期（ Ro,max =0.5-1.3%）以 成气作用为主，成油作用为辅是煤型（层）气 4）煤成气具明显的姥鲛烷优势，姥鲛烷/植烷 （Pr/Ph ）=0.68-11.6，其中绝大多数大于2.1， 而、型