[发明专利]计算不同温度下煤中甲烷吸附量的方法和装置

说明书

本发明提供一种基于吸附热理论计算不同温度下煤中甲烷吸附量的方法和装置，其方法包括：获取一组第一温度条件下煤中甲烷的等温吸附数据；将该等温吸附数据中的等温吸附量值和吸附压力分别输入至等量吸附热与等温吸附量关系模型中和吸附压力与逸度关系模型中，得到一组等量吸附热值和第一逸度并输入至两个不同温度下的逸度与等量吸附热关系模型中，得到第二温度条件下的第二逸度；将第一逸度对应的等温吸附量作为第一逸度对应的第二温度下第二逸度的等温吸附量；以第二逸度和等温吸附量分别为横坐标和纵坐标进行曲线拟合，得到等温吸附曲线，进而确定等温吸附数据。本发明能够有效了解不同温度下煤对甲烷的吸附特性，辅助对煤层的判断和评价。

技术领域

本发明涉及矿产开采技术领域，尤其涉及一种计算不同温度下煤 中甲烷吸附量的方法和装置。

背景技术

煤是一种具备孔-裂隙双重结构的多孔隙介质，煤中的气体主要 以吸附的方式赋存，煤中吸附的瓦斯含量可以占到总吸附量80-90％ 以上。通过计算煤中甲烷含量能够了解煤对甲烷气体的吸附特性，掌 握煤的储气能力，对判断煤层瓦斯富集和瓦斯突出等现象、评价煤层 含气量、预测煤层气井产能发挥了重要作用。

目前应用较多的计算煤中甲烷含气量的方法是进行等温吸附实 验，由于不同温度下煤对甲烷的吸附性能不同，因此要计算不同温度 下煤吸附甲烷的含量需要进行多组不同温度下的甲烷等温吸附实验。

而通过在不同温度下进行等温吸附实验的方式耗时非常长、工作 量大并且容易出现实验误差，各种成本费用也高。

发明内容

本发明提供一种计算不同温度下煤中甲烷吸附量的方法和装置， 用以解决现有技术中通过在不同温度下进行等温吸附实验的耗时后 长、工作量大、易出现实验误差和成本高昂的缺陷，实现节省时间， 降低工作量，提高确定煤中甲烷吸附量准确性、减少实验误差以及降 低成本。

第一方面，本发明提供一种基于吸附热理论计算不同温度下煤中 甲烷吸附量的方法，包括：

获取一组第一温度条件下煤中甲烷的等温吸附数据；

将所述一组第一温度条件下煤中甲烷的等温吸附数据中的一组 吸附压力输入到吸附压力与逸度关系模型中，获取一组第一温度条件 下的第一逸度；

将所述一组第一温度条件下煤中甲烷的等温吸附数据中的一组 等温吸附量值输入至等量吸附热与等温吸附量关系模型中，得到与所 述一组等温吸附量值对应的一组等量吸附热值；

将所述一组第一温度条件下的第一逸度与所述一组等量吸附热 值输入至两个不同温度下的逸度与等量吸附热之间的关系模型中，得 到一组与所述第一温度条件下的第一逸度相对应的第二温度条件下 的第二逸度；

将所述第一温度条件下任一第一逸度对应的等温吸附量作为与 所述第一温度条件下的第一逸度相对应的第二温度条件下的第二逸 度所对应的第二温度条件下的等温吸附量；

以所述第二温度下的第二逸度为横坐标，以所述第二温度条件下 的等温吸附量为纵坐标进行曲线拟合，得到第二温度条件下的等温吸 附曲线，进而依据所述等温吸附曲线确定第二温度条件下的等温吸附 数据。

进一步，根据本发明提供的一种基于吸附热理论计算不同温度下 煤中甲烷吸附量的方法，其中，所述吸附压力与逸度关系模型为：

Ln(f/P)＝Z-1-Ln(Z-B)-(A/B)Ln(1+B/Z)