Question

煤层气的组成特征

Answer 1

根据对本区煤层气成分的统计分析（表6.1），得到以下几点认识：

1）各煤层气体均是以CH₄、N₂、CO₂为主要成分的混合气体。尽管它们的体积分数有一定变化，但CH₄占绝对优势，在各煤层中均达70%以上，平均75.78%；N₂次之，在15%～22%之间，平均17.95%；CO₂相对较低，平均小于10%。

2）除北区的11^＃煤层和南区的3^＃煤层CH₄体积分数稍低于全区平均值外，其余各煤层的CH₄体积分数均相对较高。根据我们在下峪口矿1317工作面对3^＃煤层打钻现场取气样进行气成分分析，CH₄体积分数高达98.76%。说明本区煤层气CH₄体积分数很高。

3）煤层气的组分与煤层埋深之间有明显的关系，表现在浅部由于受风化作用、生物作用、化学作用等影响，CH₄含量较低，N₂含量较高，而随着煤层埋深增大，CH₄含量逐渐增高，N₂逐渐降低。全区平均埋深在300m以深地区，CH₄体积分数平均在73%以上。

4）煤层气组成中，除CH₄、N₂及CO₂外，还含有少量甲烷同系物即重烃（C₂～C₈）。从本区20世纪60～70年代地质勘探阶段所做的瓦斯成分分析结果上均未见有重烃的记载，但据1985年以来韩城矿务局地质勘探队在本区桑树坪、下峪口等井田补勘期间所施工的钻孔进行瓦斯样品分析鉴定结果来看，2^＃、3^＃及11^＃煤层均不同程度的含有重烃（表6.2），其中2^＃煤层重烃含量平均0.083mL/g，占气体成分组成的2.51%；3^＃煤层重烃含量平均0.102mL/g，占气体成分组成的1.40%；11^＃煤层重烃含量平均0.091mL/g，占气体成分组成的2.92%。从现有资料看，尽管重烃含量及成分很低，但重烃的出现较为普遍，其中2^＃、3^＃及11^＃煤层分别有75%、71%、及57%的钻孔有重烃存在，显示出随煤层变质程度增高，即焦煤向贫煤过渡，重烃产率逐渐减少。

5）按照天然气一般的划分办法，乙烷以上的重烃在烃类气体组分中体积分数小于5%，为干气，即干燥系数C₁/

大于19。反之，干燥系数小于19为湿气。本区煤层重烃体积分数在1.40%～2.92%之间，干燥系数在24～55之间，除个别钻孔煤层气显示湿气外，基本皆属干气。