甲烷气体在煤体中运移的核磁共振实验研究

【摘要】： 煤层气(俗称瓦斯)是21世纪的战略性接替能源，其开发受到了世界各国的高度重视。由于我国特殊的地质条件，至今还没有建立一套符合我国国情的煤层气赋存运移理论，且已有理论还远没有达到机理清晰、规律明确的程度，急需用新的实验手段加以验证和完善。 核磁共振(简称NMR)技术作为一种先进的无损检测技术为此提供了崭新的技术途径。本文在研究了煤层气吸附解吸特性的基础上，首创用大孔隙率型煤代替原煤作为试样，利用自主研制的可实现三维应力状态的渗透仪，研究分别改变轴压、围压和孔隙压对煤样吸附特性的影响。在论述了核磁共振的基本原理的基础上，对煤层气的核磁共振原理做了说明。然后，对核磁共振成像和核磁共振谱技术分别作了论述。NMRI实验得出了甲烷气体可以成像。NMR谱实验得出了驰豫时间和煤体中煤层气赋存状态之间的关系。 本文从新的实验角度出发，将核磁共振成像和核磁谱技术引入煤层气赋存运移规律研究领域，通过相关理论研究和直观、实时地实验观测，揭示煤层气在煤层中赋存运移机理，完善煤层气在煤层中赋存运移理论，从而寻求提高我国煤层气产量的技术措施，因此对我国煤层气开发具有重大的实际应用意义和理论价值。