|
случае природная метаноносность определяется но карге изогаз, а остальные данные входят в существующую базу данных. При разработке метано-углекислотоносных угольных пластов следует учитывать, что присутствие углекислого газа даже в небольших количествах, приведет к уменьшению сорбционной емкости угля по отношению к метану. Это обусловлено тем, что сорбционный потенциал углекислого газа в несколько раз превышает сорбционный потенциал метана. В каждом конкретном случае изменение сорбционной метаноемкости определяется по изотерме сорбции. В случае сорбции метаноуглекислотной смеси углем закон действующих поверхностей (аналогичный закону действующих масс) позволяет представить изотерму сорбции Лэнгмюра в следующем виде: где i = I, 2; i = I соответствует параметрам изотермы сорбции по метану, a i = =2 по углекислому газу; poi парциальные пластовые давления метана и углекислого газа соответственно. Выражение (4.5) описывает сорбцию бинарной смеси, когда протекает как бы два параллельных процесса взаимодействия газов СН4 и С02 со свободной поверхностью сорбента по схеме Лэнгмюра: молекула СН4 + свободное место на поверхности угля —> —» сорбционный комплекс СН4; молекула С02 + свободное место на поверхности угля —> сорбционный комплекс С02. ( 2 (4.5) V /=/ у 134 |
где z, Н0 глубина залегания угольного пласта и мощность зоны газового выветривания; р„'0 давление метана на нижней границе зоны газового выветривания; grро градиент пластового давления метана; уэмпирический коэффициент. Для условий Кузнецкого бассейна можно принять, р}{,0 ~0,1-0,15 МПа\ у^ 1; gr р о ~0,01 МПа/м. Более достоверным видом информации является геологические пластовые карты, на которых нанесены глубина зоны газового выветривания и линий равной газоносности (изогазы). Основываясь на этой информации можно достаточно точно определить начальное состояние системы «газ-уголь», главной характеристикой для которой является давление свободного газа. Соотношение (4.1) с учетом формулы (4.2), а также зависимости количества сорбированного от термодинамического состояния системы «газ-уголь» и угля, можно представить в следующем виде: Х„р J Отр0гу =0,1(100Ас 1Уу)аяЬяр0 х (1 + ЬяРо ) ехр {[0,02(30 Ту ) (0,993 + 0,007р0 )~' J * 1 + 0,246Wy ехр(-1,12 ■ 10~2 р0 ) ’^ где уу плотность угля, т/м3‘ Если известны природная метаноносность, пористость, плотность, зольность, влажность, температура и параметры изотермы сорбции угля при 30 °С, то из уравнения (4.4) можно рассчитать давление свободного метана. В этом случае природная метаноносность определяется по карте изогаз, а остальные данные входят в существующую базу данных. При разработке метано-углекислотоносных угольных пластов следует учитывать, что присутствие углекислого газа даже в небольших количествах, приведет к уменьшению сорбционной емкости угля по отношению к метану. 120 Это обусловлено тем, что сорбционный потенциал углекислого газа в несколько раз превышает сорбционный потенциал метана. В каждом конкретном случае изменение сорбционной метаноемкости определяется по изотерме сорбции. В случае сорбции метаноуглекислотной смеси углем закон действующих поверхностей (аналогичный закону действующих масс) позволяет представить изотерму сорбции Лэнгмюра в следующем виде: где i = 1, 2; i = 1 соответствует параметрам изотермы сорбции по метану, a i =2 по углекислому газу; pui парциальные пластовые давления метана и углекислого газа соответственно. Выражение (4.5) описывает сорбцию бинарной смеси, когда протекает как бы два параллельных процесса взаимодействия газов СН4 и СО2 со свободной поверхностью сорбента по схеме Лэнгмюра: молекула СН4 + свободное место на поверхности угля. -> -» сорбционный комплекс СН4; молекула СО2 + свободное место на поверхности угля —> —> сорбционный комплекс СО2. Результаты расчетов показывают, что давление метана при постоянной метаноносности увеличивается с ростом содержания углекислого газа в угле за счет увеличения доли свободного метана рис. (4.1). С учетом выражения (4.5) уравнения (4.4) получим следующую систему уравнений: (4.5) 121 |