煤炭科学技术

作者：陈跃, 马东民, 夏玉成, 郭晨, 杨甫, 邵凯,

关键词：低阶煤, 煤岩组分, 润湿性, 孔隙结构, 煤层气,

随着我国低阶煤煤层气勘探开发的深入，低含气量、低储层压力、高含水性等问题逐渐凸显。为研究低阶煤不同宏观煤岩组分润湿性差异及影响因素，以黄陇煤田大佛寺煤矿4号煤为研究对象，采集全层煤样、镜煤样和暗煤样，通过测定接触角，对比分析润湿性差异并详细探讨工业组分、化学结构、孔隙特征等因素对润湿性的影响。结果表明：大佛寺煤矿4号煤的接触角为45.8°～60.4°，均小于90°，表现出较强的亲水性，镜煤的接触角大于暗煤，暗煤的润湿性更好，并且润湿性与层理方向有关，润湿性由高到低依次为：垂直层理方向、斜交层理方向、平行层理方向。表面活性剂6501可以有效增强煤的润湿性，其对镜煤的改性作用大于暗煤，并且对平行层理方向改性作用大于垂直层理方向。煤的物质组成和孔隙结构对其润湿性具有显著影响。无机矿物（灰分）具有亲水性，灰分越高，煤的润湿性越好，而挥发分通常具疏水性，挥发分越高，煤的润湿性越差。相对于暗煤，镜煤的灰分更低，挥发分更高，因而润湿性更差。H元素含量高，润湿性变差，C、O元素对润湿性的影响较为复杂，主要取决于含氧官能团的类型，暗煤含有更多的羟基和羧基等极性含氧官能团，而镜煤则含醚氧基和酯键较多，故暗煤的润湿性更好。相较于暗煤，镜煤的孔隙以半封闭孔为主，连通性差、分选差、孔径小、比表面积大、表面更粗糙，使得润湿性更差。

来源：2019年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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