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。 【关键词】：煤层气 吸附 解吸 渗流 核磁共振成像 核磁共振谱
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 综述8-15
• 1.1 问题的提出8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 煤层气流动运移规律研究现状9-11
• 1.2.2 NMR技术研究煤层气的研究现状11-13
• 1.2.3 存在的问题和不足13-14
• 1.3 本文研究内容14-15
• 2 型煤的吸附解吸机理及其实验研究15-33
• 2.1 型煤制作15-18
• 2.2 非磁性三轴渗透仪简介18-20
• 2.2.1 研制意义18-19
• 2.2.2 部件组成及其功能19-20
• 2.3 型煤的吸附解吸实验研究20-31
• 2.3.1 煤层气赋存状态20-23
• 2.3.2 煤层气的吸附特性23-28
• 2.3.3 煤层气解吸特性28-29
• 2.3.4 型煤的甲烷吸附解吸实验29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 3 煤层气核磁共振原理研究33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 核磁共振原理33-38
• 3.2.1 核磁共振33-36
• 3.2.2 核磁共振现象的两种观点36-38
• 3.3 核磁共振成像及其核磁共振谱38-42
• 3.3.1 NMR信号的检测38
• 3.3.2 核磁共振成像38-39
• 3.3.3 核磁共振谱39-42
• 3.4 煤层气的核磁共振42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 4 型煤吸附甲烷的NMRI和NMR谱实验研究45-62
• 4.1 NMRI实验研究45-54
• 4.1.1 自然状态下型煤试样的NMRI实验45-47
• 4.1.2 型煤的甲烷气体成像实验47-48
• 4.1.3 水驱甲烷气体实验48-54
• 4.2 NMR谱实验54-60
• 4.2.1 自然状态下型煤的NMR谱实验54-56
• 4.2.2 加压状态下型煤吸附甲烷NMR谱实验56-60
• 4.3 本章小结60-62
• 5 结论与展望62-65
• 5.1 主要结论62-63
• 5.2 展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-71
• 作者攻硕期间参加的科研工作和发表论文71

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