测定煤的气体扩散特性的新技术

本文描述了采用瞬时流动机理测定煤-甲烷系统的扩散系数(D)的一项新技术,并且检验了这项技术对那些随着流量-压力和气体浓度连续变化而变化的系数的依赖性。尽管该技术的开发主要是针对煤层气储层和采空区中的煤,由于利用了逆扩散原理,它也可应用于在煤中注入了第二种气体的情况。结果表明,D值随着煤中甲烷平均浓度的降低而连续减小。D值的对数与压力大小成正比。D值的减小可能是由两个效应引起的。第一是流动机理有可能随着煤中甲烷浓度不断下降而变,甲烷浓度下降是由于煤中孔径变化造成的。另一个效应是由气体解吸引起的固体煤基质的体积应变,即所谓“收缩效应”。这种基质收缩可能导致孔径缩小,因而,D值减小。