田虎楠
- 作品数：8 被引量：41H指数：5
- 供职机构：辽宁工程技术大学力学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金辽宁省高等学校优秀人才支持计划辽宁省自然科学基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程环境科学与工程矿业工程天文地球更多>>
- 基于NMR技术煤系页岩瓦斯解吸特性试验研究被引量：1
- 2017年
- 煤系页岩瓦斯微观解吸机理研究,对煤田区域煤系页岩瓦斯高效安全开采具有重要意义.基于核磁共振(简称NMR)无损检测技术,以典型高瓦斯矿井阜新清河门矿煤系页岩为例,将页岩试样放入低场核磁共振仪夹持器腔体中,通过先吸附,后降低瓦斯压力,模拟煤系页岩瓦斯解吸过程.以核磁共振T2谱幅值积分定量化表征瓦斯解吸量,以核磁共振横向弛豫时间T2均值减小幅度定量化表征煤系页岩孔隙结构收缩变形程度,从微观角度定量研究煤系页岩瓦斯解吸过程中吸附态和游离态瓦斯变化规律.研究结果表明:吸附态和游离态瓦斯核磁共振谱范围可以通过两个横向弛豫时间截止阈值定量划分;吸附态瓦斯量与瓦斯压力符合朗格缪尔等温吸附方程,游离态瓦斯量与瓦斯压力呈线性函数关系;随瓦斯压力降低,煤系页岩微孔隙结构收缩为原孔隙平均半径0.39倍,中-大孔隙结构收缩为原平均孔隙半径0.25倍.
- 唐巨鹏田虎楠马圆孙胜杰李卫军
- 关键词：NMR瓦斯解吸
- 煤变质程度对CH_4吸附行为影响研究被引量：11
- 2018年
- 为分析变质程度对CH_4吸附行为的影响,构建了肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤等5种不同变质程度煤的大分子结构模型,采用巨正则系综蒙特卡洛方法(GCMC)研究了CH_4在5种不同变质程度煤中的吸附行为。研究结果表明,CH_4吸附能力强弱顺序为无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤,均为范德华能与静电能的相互作用,且吸附相稳定性差别不大;CH_4分子吸附量均随温度增加线性减少,减少幅度相近;CH_4分子吸附量均随含水率增加而线性减少,且煤变质程度越低,含水率对其CH_4分子吸附量影响越大;CH_4与H_2O同时吸附时,均呈现CH_4分子吸附量极小,且不再符合Langmuir等温吸附特征现象。煤层瓦斯含量与煤变质程度有关,受水分影响较大,且煤变质程度越低影响越显著,温度改变对不同变质程度煤层瓦斯含量影响几乎相同。
- 唐巨鹏马圆田虎楠孙胜杰
- 关键词：变质程度煤CH4蒙特卡洛方法
- 煤系页岩瓦斯吸附-解吸特性核磁共振实验研究被引量：10
- 2017年
- 吸附态和游离态瓦斯变化规律能为煤系页岩瓦斯安全高效抽采提供技术参考,常规实验方法难以实现对吸附态和游离态瓦斯变化规律的独立表征。以阜新盆地清河门矿煤系页岩为例,采用低场核磁共振技术对煤系页岩粉试样进行瓦斯吸附-解吸实验,并提出以核磁共振T_2(横向弛豫时间)谱幅值积分作为瓦斯含量定量表征指标。实验表明:吸附-解吸过程T_2谱曲线有3个特性峰,对应3个横向弛豫时间截止阈值;吸附态瓦斯量与瓦斯压力符合朗格缪尔方程,而游离态瓦斯量与瓦斯压力呈线性关系;吸附态瓦斯解吸过程具有明显滞后性,且存在7.26 MPa临界滞后瓦斯压力,而游离态瓦斯吸附和解吸过程近似可逆,无明显滞后性。
- 唐巨鹏田虎楠马圆
- 关键词：瓦斯吸附-解吸核磁共振T2谱
- 基于蒙特卡洛方法的无烟煤中甲烷分子吸附量模拟研究被引量：7
- 2017年
- 瓦斯压力、温度和含水率对煤中瓦斯吸附量具有重要影响,从微观角度进行无烟煤中甲烷分子吸附量研究对准确测定煤层原始瓦斯含量、防治瓦斯灾害、保障煤矿安全生产以及开发利用煤层气能源具有重要意义.本文以山西红旗一坑无烟煤为研究对象,构建了无烟煤大分子结构模型,采用巨正则系综蒙特卡洛方法(GCMC),通过288~308 K下对甲烷分子吸附热计算,验证了模型有效性,据此分析了瓦斯压力、温度和含水率对无烟煤中甲烷分子吸附量影响规律.研究结果表明:(1)温度和含水率一定时,随瓦斯压力增加,无烟煤中甲烷分子吸附量与Langmuir吸附模型一致;(2)含水率和瓦斯压力不变条件下,无烟煤中甲烷分子吸附量随温度升高线性减少,瓦斯压力在0.01~8 MPa范围内,随着瓦斯压力增加,温度对无烟煤中甲烷分子吸附量影响程度先减小后增大;(3)含水率在0~6.494%范围内,无烟煤中甲烷分子吸附量随含水率增加线性减少.
- 唐巨鹏马圆田虎楠
- 关键词：蒙特卡洛方法无烟煤甲烷分子吸附量
- 煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应核磁共振谱实验研究被引量：2
- 2021年
- 煤系页岩瓦斯主要以吸附态和游离态形式存在,其解吸过程相对吸附过程具有普遍滞后现象,因此从微细观角度定量研究其吸附-附解吸迟滞规律对页岩气井后期稳产增产具有重要意义.在前人研究基础上结合核磁共振谱理论推导出能够准确表征煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应微细观评价模型,并采用核磁共振谱测试技术,以双鸭山盆地东保卫煤矿三采区36#煤层底板煤系页岩为研究对象,进行煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应核磁共振谱实验,模拟不同储层原位应力状态煤系页岩瓦斯迟滞效应发生全过程,进一步对吸附态瓦斯、游离态瓦斯以及微细观方法测定的宏观瓦斯迟滞规律进行定量化研究,并对其发生机理以及其对深部煤系页岩瓦斯开采影响进行了初步探究.结果表明:应力状态下吸附态和游离瓦斯均有滞后效应;瓦斯宏观迟滞系数与平均有效应力呈幂函数关系,而瓦斯宏观迟滞效应中由吸附态或游离态瓦斯引起的迟滞系数与平均有效应力关系均可采用二次多项式拟合;孔裂隙应力损伤和微孔隙瓦斯扩散受限耦合或许是煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应产生根本原因之一.
- 唐巨鹏田虎楠潘一山
- 关键词：核磁共振谱
- 平均有效应力对煤系页岩瓦斯微观吸附-解吸特性影响试验研究被引量：2
- 2022年
- 页岩气井初期和后期产气规律差异本质上是三维应力变化下微观游离态、吸附态瓦斯赋存运移产出机制不同。为从微观角度揭示平均有效应力对煤系页岩气井生产初期游离态瓦斯和后期吸附态瓦斯产出规律影响,以双鸭山盆地东保卫煤矿36煤层底板煤系页岩为研究对象,采用核磁共振T谱技术对模拟原位应力状态煤系页岩试样进行瓦斯微观吸附-解吸试验。以平均有效应力作为煤系页岩所受原位应力状态指标,以核磁共振T谱幅值积分作为煤系页岩微观吸附态、游离态瓦斯含量定量表征指标,定量研究了吸附-解吸过程中煤系页岩微观吸附态和游离态瓦斯含量与平均有效应力的关系,及微观吸附态和游离态瓦斯迟滞系数与平均有效应力的关系,通过多因素线性回归明确了平均有效应力对煤系页岩微观吸附态和游离态瓦斯赋存产出规律影响。试验发现:吸附-解吸过程煤系页岩微观吸附态瓦斯含量与平均有效应力关系分别符合Dubinin-Radushkevich(简称D-R)函数模型和Weibull函数模型,吸附-解吸过程微观游离态瓦斯含量与平均有效应力均符合线性函数模型;微观吸附态瓦斯迟滞系数随着平均有效应力降低以对数函数规律快速减小;平均有效应力降低对微观游离态瓦斯迟滞系数影响不大,游离态瓦斯迟滞系数近似为定值41.53%;孔隙压力和轴压分别是微观吸附态瓦斯吸附和解吸主控应力因素,游离态瓦斯赋存和产出主要与围压有关。
- 田虎楠唐巨鹏潘一山余泓浩
- 关键词：吸附-解吸
- 瓦斯压力对煤系页岩瓦斯吸附特性影响核磁共振谱试验研究被引量：6
- 2016年
- 瓦斯压力是影响煤系页岩瓦斯吸附特性的关键因素。以阜新高瓦斯矿井清河门矿煤系页岩为研究对象,采用低场核磁共振（NMR）谱技术,通过向放有试样的夹持器中不断充入瓦斯,模拟煤系页岩瓦斯集聚赋存过程。以核磁共振T2谱幅值积分作为反映瓦斯吸附量定量化指标,从微细观角度定量研究瓦斯压力对吸附态和游离态瓦斯量影响规律。试验结果表明,（1）两个截止阈值确定了吸附态和游离态瓦斯T2谱曲线范围;（2）瓦斯压力对煤系页岩吸附态和游离态瓦斯增量均有显著影响。吸附态瓦斯增量变化受控于煤系页岩和瓦斯分子间作用力,而游离态瓦斯增量则主要与煤系页岩孔隙结构有关;（3）吸附态瓦斯量与瓦斯压力间关系符合朗格缪尔等温吸附方程,而游离态瓦斯与瓦斯压力呈3次函数关系;（4）以瓦斯T2谱均值变化幅度定量描述孔隙平均半径扩胀变形程度,随瓦斯压力增加,煤系页岩中大孔隙结构均发生显著扩胀,平均半径增加1.47倍,而微孔隙结构尺寸未见明显变化。
- 唐巨鹏田虎楠于宁丁佳会
- 关键词：瓦斯压力瓦斯吸附
- 突出煤层瓦斯吸附解吸特性核磁共振谱试验研究被引量：7
- 2017年
- 随着深部开采的推进,煤与瓦斯(甲烷)突出已成为安全高效采矿的重大隐患,煤中瓦斯赋存运移微细观作用机制试验研究至关重要。采用核磁共振T_2谱技术,以阜新盆地孙家湾矿高瓦斯高突煤层为例,试验研究煤样瓦斯吸附解吸核磁共振谱,模拟煤层瓦斯赋存和运移全过程。结果表明,吸附态、游离态和自由态瓦斯核磁共振T_2谱范围可由不同T_2截止阈值定量划分;吸附过程和解吸过程中,吸附态瓦斯量与瓦斯压力的关系符合朗格缪尔方程,而游离态瓦斯量与瓦斯压力成线性关系;吸附态瓦斯解吸过程表现出一定滞后性,且存在5.5 MPa临界滞后压力,游离态瓦斯解吸过程无明显滞后性。
- 唐巨鹏田虎楠马圆
- 关键词：突出煤层吸附解吸
