在新兴能源产业提质增效的迫切要求下,积极推进煤层气产业发展对于缓解目前国内能源现状具有重要意义。地层应力约束下煤储层吸附解吸瓦斯特征直接关系到瓦斯抽采作业的布置方式。基于此,对应力约束状态下煤体对甲烷的吸附和解吸特征进行了试验研究,同时对解吸甲烷后煤体内部结构特征进行了CT扫描测试和分析。研究结果显示,煤体对甲烷的吸附量与孔隙压力几乎呈线性关系,符合Langmuir模型。更为重要的是,80℃被确定为煤体解吸甲烷较为合理的温度点。解吸甲烷后,煤体内部会形成较多孔隙,并发育出大量的次生裂隙,不同层位孔隙率在6.32%~9.38%之间,平均孔隙度可达7.4%。在不同类别的孔隙中,孔径低于30μm的孔裂隙比例高达76.36%。总体来看,煤体中孔径较小的孔裂隙结构是甲烷解吸、扩散以及运移的主要通道。

相关研究和案例进一步支持了上述发现。煤层气自然解吸的煤体结构控制研究表明,煤体结构在解吸过程中起着关键作用【煤层气自然解吸的煤体结构控制研究】。同时,煤体结构对煤层气吸附–解吸及产出特征的影响也被广泛关注,特别是对于提高煤层气开发效率的意义【煤体结构对煤层气吸附–解吸及产出特征的影响】。

温度效应对煤层气解吸的影响也得到了进一步验证,特别是在80℃下煤体解吸甲烷的效果最佳【煤层气解吸的温度效应】。这些研究不仅为煤层气的有效开发提供了理论支持,也为实际操作提供了有价值的参考【煤层气解吸滞后特征分析】。