煤层气含量测定加温解吸法

国家标准 GB/T28753一2012 煤层气含量测定加温解吸法 Determiningfcoalleascontent一IHeatimgdesorptionm 2012-11-05发布 2013-01-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T28753一2012 目 次 前言 范围 规范性引用文件 方法提要 # 仪器设备 样品采集 测定步骤 数据处理 测定报告 附录A(规范性附录)解吸气体积测定及样品采集记录格式 附录B(规范性附录)残余气体积测定及样品制取记录格式 附录c规范性附录)损失气体积直接法计算格式 附录D(规范性附录)煤层气含量测定报告格式
GB/T28753一2012 前 言 本标准按照GB/T1.1给出的规则起草 本标准由煤炭工业协会提出 本标准由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC42)归口 本标准起草单位;中煤科工集团西安研究院、中煤科工集团沈阳研究院 本标准主要起草人:张慧、庞湘伟、杨杰、肖文钊、姜文忠、黑磊、景兴鹏、宋孝忠、田新娟
GB/I28753一2012 煤层气含量测定加温解吸法 范围 本标准规定了以加温解吸的方式测定煤层气含量的方法提要、仪器设备、样品采集,测定步骤,数据 处理和测定报告 本标准适用于煤炭和煤层气勘查过程中获取的姻煤和无烟煤煤芯样品的气含量测定 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T212煤的工业分析方法 GB474煤样的制备方法 GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法 GB/T19559煤层气含量测定方法 方法提要 煤层气含量由损失气、解吸气和残余气三部分组成 本标准通过增加温度以提高解吸速率,缩短解 吸气和残余气的测定周期的方法测定煤层气含量 仪器设备 4.1解吸罐;解吸罐如图1所示,圆柱形,高40cm、容积1000cm以上,0.3MPa压力下保持气密性 说明: -罐体 罐盖; 气阀 -压力表 图1解吸罐示意图
GB/T28753一2012 4.2气体计量器;气体计量器如图2所示,最小刻度不大于10enm" 达 说明 快速接头; 排气管; 排水管; 锥形瓶; 气阀 量筒; 计量器底座和支架 图2气体计量器示意图 4.3恒温水浴;温控精度士0.5C 恒温水浴内有效空间高度应超过解吸罐高度10cm~20cm 球磨罐;容积不小于500em',0.3MPa压力下保持气密性 4 4. 4.5球磨机可将煤样粒度磨至0.25mm以下 4.6气压计;60kPa一106kPa.,分度值0.1kPa C一80C,精度1C 4.7温度计; 0 电子秤:10kg.感量1巨 4 8 4.9气样瓶:容积250em',配备软瓶塞和气样瓶箱 4 .10软管;长度约0.6m~1.0m 填料;对媒层气不产生物理、化学作用的,大小可放人解吸罐(4.1)的圆柱体或玻璃球 4.11 4.12标准筛:0.25mm(60目 样品采集 5.1采样前的准备 5.1.1钻遇煤层之前,采样人员应到达现场,安装调试仪器设备,使其进人工作状态 5.1.2解吸罐(4.1)使用前应进行气密性检测;向罐内注空气至压力大于0.3MPa,关闭气阀,搁置 2h以上,压力下降不超过0.1kPa,方可使用 气体计量器(4.2)使用前应提前装满水,液面调至零刻度,静置10min,检测有无漏水,量简内
GB/T28753一2012 的水面不下降,方可使用 5.1.4将恒温水浴(4.3)温度调至煤层的储层温度,并保持恒温 5.2采样要求 5.2.1样品质量 每次解吸罐装样的质量不得少于800只 5.2.2采样时间 采样时间应满足以下要求 -从起钻到煤样提至井口的时间;井深每100m,提芯时间不超过2min -样品到达地面后,应在10min之内装罐密封 5.2.3煤芯采取 待煤芯提至井口,快速打开取芯管,拍照和简要描述及计量,剔除夹轩及杂物后,按煤层剖面顺序将 煤样迅速装人解吸罐并密封 5.2.4装样要求 煤样装至距解吸罐口1cm以下处 样量不足时,视样量的多少在罐底加适量填料(4.11) 解吸罐中空容积最大不得超过罐内容积的 1/4 5.2.5参数记录 采集样品时,应按附录A的格式记录 测定步骤 6.1自然解吸 6.1.1将装有煤样的解吸罐立即放人按煤层储层温度调节好的恒温水浴(5.1.4),进行自然解吸 6.1.2将解吸罐与气体计量器连接(见图3),调整气体计量器液面,记录量筒起始刻度 缓慢打开解 吸罐气阀,持锥形瓶使之水面与量简水面对齐,记录量简刻度 二者之差即为解吸气体积,同时记录环 境温度和气压 按附录A记录 6.1.3自解吸罐密封时起,5min内测定第一次,此后每隔5min测定一次,连续测定不少于1h 自 然解吸1h后,即可进行加温解吸(6.2) 6.2加温解吸 6.2.1将恒温水浴设定为50C 若煤层储层温度高于50C时,按煤层储层温度设定 测定时间间隔为1h(在保持如图3所示连接时,解吸罐上的气阀可始终保持打开状态),加温解 6.2.2 吸初期,可视气量大小适当缩短测定时间间隔 按附录A记录 6.2.3加温解吸终止条件为;按测定时间间隔为1h计,连续3次,每次测定的气体体积均小于20cm 时,终止解吸
GB/T28753一2012 W 说明 恒温水浴电源; -解吸罐; 恒温水浴; 气体计量器 图3煤层气含量测试装置示意图 气样采集及组成分析 6.3 6.3.1解吸过程中,需采集气样至少2个,其中,自然解吸阶段至少采集1个,加温解吸阶段至少采集 6.3.2采样前准备软管(4.10)、气样瓶(4.9)若干及水槽等 6.3.3宜在气体计量器量筒内气体体积大于400cm时采集气样 把软管接在气体计量器的气阀上 气样瓶充满水后倒置于水中,打开气阀并提升水容器,将软管内空气排除后插人气样瓶,让气体通过软 管流向瓶中 待气体收集到150em'200enm》后,在水槽中拔下软管并盖上瓶塞 在瓶子外贴上标 签,倒置于气样瓶箱中 6.3.4采集的气样应及时送实验室,并按GB/T13610进行气体组成分析 6.4残余气测定 4.1加温解吸终止后,打开解吸罐,称量空气干燥基煤样 应尽可能缩短残余气煤样暴露空气的 6. 时间 6.4.2将煤样碎至小于2cm~3cm,缩分后取400g,装人球磨罐(4.4)密封,其余煤样按照GB474制 样,按GB/T212进行煤的工业分析 6.4.3将装有煤样的球磨罐置于球磨机(4.5)上,球磨2h4h(根据煤样硬度适当择取时间) 球磨 之后,放人50C恒温水浴解吸,残余气测定的时间间隔和终止限按6.2.3执行 6.4.4残余气煤样制取,残余气测定应按附录B的格式记录 6.4.5残余气测定结束后,开罐,用0.25mm标准筛(4.12)筛分样品,筛下煤样质量作为残余气含量
GB/T28753一2012 计算的空气干燥基基准 数据处理 气体体积校正 测定的解吸气和残余气气体体积应进行标准状态校正,换算为温度0C,压力101.33kPa下的气 体体积 校正公式如下 273.15xxV VsTp O.37.15干 式中; 标准状态下的气体体积,单位为立方厘米(em'); VsTp 环境压力,单位为千帕(kPa); pm T 环境温度,单位为摄氏度(C); 实测气体体积，单位为立方厘米(cm=) 7.2损失气体积计算 7.2.1损失气时间计算 在钻井循环介质为清水和泥浆时.取芯筒提至井筒一半的时间作为零时间;钻井循环介质为泡沫或 空气时,钻遇煤层时间为零时间 损失气时间为从零时间到封罐的时间 钻井循环介质为清水和泥浆条件下损失气时间计算公式: -二上十(一 2 钻井循环介质为泡沫或空气条件下损失气时间计算公式: =1一 式(2)和(3)中 损失气时间,单位为分钟(nmin); 钻遇煤层时间,单位为分钟(min) 起钻时间,单位为分钟(min); L2 煤芯到达井口时间,单位为分钟(min).; t -煤芯装人解吸罐密封时间,单位为分钟(min) 7.2.2损失气体积计算方法 损失气体积采用直接法计算,按初始解吸量与时间的平方根成正比之关系推算 以标准状态下累 计解吸量为纵坐标,损失气时间与解吸时间之和的平方根为横坐标作图 将最初(30min左右)测定的 有效数据点线性拟合,该拟合直线在纵坐标轴的截距为损失气体积,损失气计算图如附录c所示 7.3煤层气含量计算 7.3.1计算基准 煤层气含量的计算和测定结果均应用空气干燥基和干燥无灰基两种方式表示 7.3.2计算方法 煤层气含量等于损失气含量、解吸气含量、残余气含量之和 计算公式如下
GB/T28753一2012 V土V Y 十 Ge=！ 71T R 式中: 煤层气含量，单位为立方厘米每克(em/g) G 损失气体积,单位为立方厘米(em); V -解吸气体积(6.1和6.2测得的气体体积之和),单位为立方厘米(em'); V 残余气体积,单位为立方厘米(cmr'); -样品总质量-单位为克(e) T R -测定残余气的样品质量,单位为克(g) 7.4气体组分浓度计算 各种气体组分的浓度,按GB/T13610的规定计算 7.5计算数值精度要求 煤层气含量测定结果保留2位小数 测定报告 报告内容 煤层气含量的测定结果均应用空气干燥基和干燥无灰基基准报出 其测定报告的格式见附录D. 与气含量计算有关的分析结果;煤的工业分析、气体组成分析、损失气体积计算图等一并报出 8.2测定结果评述 8.2.1严格按本标准的要求测定的煤层气含量数据为合格测定结果 8.2.2测定过程中出现了表1中所述的偏离,测定结果仅供参考,测定报告应同时注明具体的偏离 现象 8.2.3测定中严重偏离表1所述内容时,则测值无效,样品报废 表1质量评述内容 目 容 序号 项 评述内 解服罐、气体计量器等有漏气.并得到及时处理 仪器设备 球磨罐气阀出现堵塞,并得到及时处理 样品质量不符合5.2.1要求 样品采集 钻孔提芯时间不符合5.2.2规定 煤样污染严重,不易处理 煤芯样品 录井煤屑
GB/T28753一2012 附 录A 规范性附录 解吸气体积测定及样品采集记录格式 解吸气体积测定及样品采集记录格式见表A.1 表A.1解吸气体积测定及样品采集记录表 煤样编号 钻遇煤层时间 提钻暴露时间/nminm 采样地点 min 解吸罐号 装样暴露时间/min 井 起钻时间hmin 地 层 空罐质量/g 到达井口时间 储层温度/ mmin 样 煤层名称 样罐质量/g 罐时间 深 度/m 封 min 采 采样日期 煤样质量/g 煤样描述(按柱、块、粒、粉 量简读数 间隔 气体体积 气温 气压 恒温水浴温度 日期 时间 备注 kPa min cm em 采样 校核 检测 第 页/共
GB/T28753一2012 附 录 B 规范性附录 残余气体积测定及样品制取记录格式 残余气体积测定及样品制取记录格式见表B.1 表B.1残余气体积测定及样品制取记录表 煤样编号 采样地点 空气干燥基煤样/g 开罐时间 封罐时间 煤样暴露时间/b min min 球磨后筛下煤样质量/ 球磨时间/Ah 测定时间 min 间隔 量筒读数 气体体积 气温 气压 恒温水浴温度 日期 备注 时间 kPa min cm em 煤样描述(按柱、块、粒、粉,并描述煤样受污染,湿度,浸水等情况): 描述 描述日期: 开罐: 校核: 检测:
GB/T28753一2012 附 录c 规范性附录 损失气体积直接法计算格式 损失气体积直接法计算格式见图C.1: 1200 -106.98r-308.68 800 O.9998 400 损失量=308.68em -400 12.0 0.0 3.0 6.0 9.0 损失气时间与解吸时间之和的平方根(r+)a 图c.1煤样损失气体积直接法计算图
GB/T28753一2012 附 录D 规范性附录 煤层气含量测定报告格式 煤层气含量测定报告格式见表D.1 表D.1煤层气含量测定报告 解吸样质量 残余气样质量 总气含量 甲烧含量 解吸 损失 残余 cm” ”g cm 测定结 气量 样品号 气量气量 备 注 果评述 气 空 干 空 干 燥 空 燥 空 燥 燥 cnm cm cm 干燥基无灰基 干燥基无灰基 干燥基无灰基干燥基无灰基 依据标准: 审 核: 报出日期 年月 测 10o

煤层气含量测定加温解吸法GB/T28753-2012

一、引言

煤层气作为一种清洁能源，受到越来越多人的关注和重视。在煤层气勘探、开发、生产过程中，煤层气含量的准确测定是非常重要的，因为它直接关系到煤层气储量的确定和开采效果的评估。而加温解吸法是目前广泛应用的一种煤层气含量测定方法之一。

二、GB/T28753-2012标准介绍

GB/T28753-2012是我国针对煤层气含量测定加温解吸法制定的试验方法标准。该标准规定了煤样选取、试验前准备工作、加温解吸试验、数据处理等方面的内容和要求。

1. 煤样选取

煤样选取时应当考虑煤层的厚度、产状和气体赋存状态等因素，并采用标准化的方法对煤样进行取样。同时需要注意煤样的质量应当符合试验要求，以保证测定结果的准确性。

2. 试验前准备工作

在进行加温解吸试验之前，需要对煤样进行预处理和干燥，以去除水分和其它杂质。同时需要对试验设备进行检查和校准，确保试验设备的精度和准确性。

3. 加温解吸试验

加温解吸试验是指将煤样置于恒温水浴中加温至一定温度后，在恒压条件下进行气体解吸。通过对解吸过程中气体的收集和分析，可以计算出煤样中煤层气的含量。

4. 数据处理

加温解吸试验结束后，需要对数据进行处理和分析。数据处理内容包括：计算煤样中煤层气的含量、评估试验数据的可靠性和准确性、求解煤层气的物理参数等。

三、结论

GB/T28753-2012标准为煤层气含量测定加温解吸法提供了科学合理的方法和指导。在进行煤层气勘探、开发、生产工作时，需要选择符合标准要求的测定方法，并按照标准规定进行操作和数据处理，以保证煤层气含量测定结果的准确性和可靠性。

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