密闭取心法在煤层气含量测定中的应用

煤层气是一种重要的可再生能源，在煤炭开采过程中被广泛地应用。而煤层气的含量测定是评价煤层气资源储量和开发利用的重要参数之一，其中密闭取心法是一种常用的煤层气含量测定方法。

一、密闭取心法原理

密闭取心法是通过在煤层中取得一定长度的样品柱，将其置于密闭容器中进行恒温恒压下的吸附膨胀实验，从而计算出样品中的煤层气含量。该方法主要分为两步：取心和密闭实验。

1. 取心

取心是指在煤层中按一定间距和深度取得一定长度的样品柱。在取心过程中，需要严格控制取心位置、深度和长度等参数，以保证样品的代表性和可比性。

2. 密闭实验

密闭实验是将取得的样品柱置于密闭容器中进行恒温恒压下的吸附膨胀实验。实验过程中，需要测量样品的体积和质量，并记录实验室内外的温度、压力等参数。

二、GB/T35053-2018标准要求

GB/T35053-2018《煤层气含量测定用密闭取心方法》是我国对煤层气含量测定所制定的标准之一。该标准规定了密闭取心法的实验方法、样品取心位置和长度、实验条件、数据处理等方面的要求。

1. 实验方法

标准规定采用恒温恒压下的吸附膨胀实验来测定样品中的煤层气含量。实验室应具备符合要求的实验设备和仪器，并遵循标准规定的实验步骤进行实验。

2. 样品取心位置和长度

标准规定在煤层储层中应按一定间距和深度取得代表性的样品柱，并保证样品柱长度不小于50mm。同时，要求对每个煤层储层至少取三个样品柱。

3. 实验条件

标准规定实验室内外的温度差不超过2℃，大气压力变化不超过1kPa。在进行实验前，需要对仪器进行校正和检验，确保实验数据的准确性。

4. 数据处理

标准规定在实验结束后，需要对所获得的体积、质量和温度、压力等数据进行计算和处理，从而得出样品中的煤层气含量和采气率等参数。同时，在处理数据时需要注意单位换算和误差控制等问题。

三、密闭取心法的优缺点

密闭取心法是一种常用的煤层气含量测定方法，具有以下优点：

1. 样品代表性好：密闭取心法在取心过程中严格控制了位置、深度和长度等参数，从而保证了样品的代表性和可比性。
2. 实验精度高：密闭取心法采用恒温恒压下的吸附膨胀实验，可以有效地排除实验误差，提高实验精度。
3. 适用范围广：密闭取心法适用于各种类型的煤层气储层，并且对于低和中等孔隙度储层的煤层气含量测定效果更佳。

但是，密闭取心法也存在以下缺点：

1. 操作复杂：密闭取心法需要严格控制实验条件，操作相对复杂，需要专业技能和经验。
2. 时间成本较高：密闭取心法的实验时间较长，通常需要数小时到数天不等。
3. 样品损失：密闭取心法在实验过程中需要加热样品，容易导致样品质量的损失。

四、总结

密闭取心法是一种常用的煤层气含量测定方法，在GB/T35053-2018标准中有详细的规定和要求。该方法具有样品代表性好、实验精度高和适用范围广等优点，但同时也存在操作复杂、时间成本较高和样品损失等缺点。因此，在选择煤层气含量测定方法时需要根据实际情况综合考虑各种因素。