不同宏觀煤巖組分潤濕性差異及對甲烷吸附解吸的影響

陳 躍，馬卓遠，馬東民，李衛波，李國富，楊 甫，鄭 超，滕金祥,伋雨松

(1.西安科技大學 地質與環境學院，陜西 西安 710054；2.陜西省地質科技中心，陜西 西安 710054；3.煤與煤層氣共采技術國家重點實驗室，山西 晉城 048000；4.自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點實驗室，陜西 西安 710021)

0 引 言

煤層氣在煤儲層的吸附解吸受煤的物質組成、孔隙結構、溫壓環境、滲透性及含水率等多種因素綜合作用[1-8]，除此之外煤的潤濕性也是制約煤層氣吸附解吸的重要因素。目前對潤濕性的測定主要通過定量和定性相結合的方法，煤潤濕性的影響因素包括煤階、煤的化學組成、煤表面的含氧官能團、煤巖組分及孔隙率等[9]。不同煤階煤所含的羥基、羧基等親水性含氧官能團數量不同，導致煤潤濕性的差異，潤濕性改變煤-水作用進而影響甲烷的吸附解吸[10-11]。

另外，諸多學者通過分析表面活性劑改變溶液的表面張力，從而達到改變煤表面潤濕性的目的。齊鍵[12]通過測定不同變質程度煤樣的表面接觸角，并通過建立OWRK理論模型計算其表面能，發現不同活化劑對不同變質程度煤表面潤濕能力不同。安文博等[13]采用往煤層中加入陰離子表面活性劑(SDS)，提高潤濕性。汪偉英等[14]研究發現煤表面潤濕性呈弱親水性，陽離子表面活性劑對潤濕性改變作用較小，氣液界面張力降低后，氣相相對滲透率升高，有利于煤層氣產出。朱鍇等[15]認為適宜的表面活性劑溶液能夠改善煤顆粒的表面性能，提高溶液對瓦斯的封堵能力，降低瓦斯涌出強度。……