摘要：我国煤层气地质储量相当丰富,埋深2000m以上的煤层气资源总量为31.46×1012m3,同时,煤层气又是煤矿井下开采致灾的因素和强温室效应气体,因此,无论从资源利用的角度,还是从安全生产和保护环境的角度,开发煤层气都势在必行.20世纪末我国曾规划把煤层气的采出量从原有的年6×108m3提高到"十五"期间年10×108m3,在解决采出关键科技问题的基础上进一步努力把采出量提高到年100×108m3. 与常规天然气依靠高压赋存的方式显著不同,煤层气主要以高温高压(相对于"室温室压"而言)超临界吸附态的方式赋存在煤层中,同时,常规天然气的采出一般经历降压-渗流过程产出到井底,煤层气的产出则是一个复杂的降压-解吸-扩散-渗流过程.由此可见,煤层气吸附/解吸是其涌出或采出的前提条件.无论是为了治理瓦斯灾害事故,控制温室效应,还是为了更好地采出煤层气资源,开展煤层气超临界吸附/解吸机理研究势在必行. 然而,由于我国煤的多阶段演化和多热源叠加变质作用明显,造成储层条件下煤层气的吸附/解吸表现出强烈的非均质性和超临界特征,煤层气藏的低渗、低饱和现象也非常突出,从而使得以美国为首的代表了当前国际最高水平的煤层气吸附理论不具适用性,而国内学者的相关研究成果也不够深入和完善,表现在:①不能对我国煤层气吸附/解吸所具有的非均质性、超临界和多组分等特征做出准确、合理的解释和描述;②基于现有的吸附/解吸理论模型预测得出的地质储量低于实际产出量;③针对煤层气超临界吸附的研究工作还极其薄弱. 为此,需要进一步加强煤层气吸附/解吸的实验和理论研究工作,具体包括:①煤层气吸附/解吸实验研究应结合我国煤层气藏的特点,进一步模拟煤储层多组分气体在高温高压含水环境的吸附/解吸特征和动力学变化规律;②煤层气吸附/解吸理论研究应充分考虑吸附相的结构非均质性和能量非均质性,以及煤储层气体吸附/解吸的超临界状态。
