张小东
- 作品数：89 被引量：624H指数：16
- 供职机构：河南理工大学能源科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河南省高校科技创新团队支持计划博士科研启动基金更多>>
- 相关领域：天文地球矿业工程化学工程石油与天然气工程更多>>
- 酸化后焦煤表面性和孔隙性变化对吸附热的影响
- 2024年
- 目的为了探究酸化后焦煤的表面性和孔隙性变化对其吸附热的影响,方法选取山西古交矿区焦煤为研究对象,利用盐酸(HCl)和氢氟酸(HF)酸化处理,采用接触角法、低温液氮吸附法和微量热法等测试方法,对比分析了酸化前后焦煤的煤-水接触角、表面张力、孔隙结构等变化,并探讨了这些变化对吸附热的影响机制。结果酸化后焦煤的平均煤-水接触角由75.10°增至80.11°,平均表面张力由44.44 mJ/m^(2)减至39.48 mJ/m^(2),亲水性减弱;酸化后焦煤的总孔容、中孔孔容、比表面积和平均孔径均增大,而微孔和大孔的孔容及比表面积均减小,表明矿物质脱除有利于微孔向中孔转化;同等压力下,随着温度升高,分子热运动加强,分子能量突破固体表面势垒,气体分子成为游离态,导致原煤和脱灰煤的积分吸附热和微分吸附热减小,且脱灰煤的吸附热高于原煤的。结论矿物质会减弱焦煤对气体的吸附能力,且占据焦煤表面的吸附位。因此,酸化后矿物质的脱除导致焦煤表面的吸附位增加,是引起吸附热增大的主要原因。
- 张小东李冰辉张硕孙泽源刘晓
- 关键词：焦煤酸化孔隙性表面性吸附热
- 长治区块煤层气赋存特征及控气因素被引量：11
- 2016年
- 沁水盆地长治区块现处于开发初期,煤层气资源条件较好,产能潜力大。依据现有地质资料和测试数据,对该区块煤层气赋存特征及控气因素进行了分析,认为区内煤储层吸附、解吸能力强,吸附时间短,但储层渗透率低。区块内含气量自东北到西南逐渐降低,主要受控于埋深、顶板厚度和地质构造条件,表现为:随埋深和顶板泥岩厚度的增加含气量降低;正断层附近煤层含气量随远离断层面而升高,同一断层上盘较下盘更利于煤层气封存,向斜轴部含气量高于翼部,背斜构造则反之。
- 孙庆宇张小东赵家攀
- 关键词：煤层气储层物性
- 煤演化过程中THF可溶低分子化合物组成及化学结构变化机制被引量：1
- 2021年
- 煤是由有机质和少量矿物质组成的混合岩,其中有机质组成和结构直接影响着煤的高效清洁利用,研究煤的有机组成和结构特征对煤炭高值化利用具有重要意义。为了揭示不同煤阶煤中低分子化合物组成和大分子结构的差异,以长焰煤、1/3焦煤、焦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤等不同变质程度煤为研究对象,采用四氢呋喃(THF)索氏萃取,借助于气相色谱-质谱(GC/MS)和核磁共振碳谱(;C-NMR)等测试手段,比较了不同变质程度煤中THF可溶有机化合物的差异,探讨了煤化过程中化学组成和结构参数的变化机制,以期为煤组成和结构研究提供参考。结果表明:(1)各类煤中的THF可溶低分子化合物均以含氧杂原子化合物为主,其中低、中变质的烟煤中以长链脂肪烃和含羧基的含氧化合物为主,高变质程度煤中以环烃和含醛基的含氧化合物为主。其次为脂肪类化合物,芳烃含量较少,且随着变质程度的加深,可溶组分的化合物类型呈先增多后减少的趋势。(2) THF萃取作用对芳香碳数影响较小,表现为低分子化合物溶出后计算得到的芳碳率(f;′)与原煤变化趋势相同,均随着煤演化程度增大,表现出先减小后增大的变化趋势。(3)烟煤和无烟煤中可溶低分子化合物组成和大分子结构的变化呈现阶段性:煤化作用第2次跃变期间(0.5%~1.3%,R;),羧基类低分子化合物逐渐减少甚至消失,芳环结构由1~2环的苯、萘等结构转化为1~3环的苯、萘、蒽等结构,进入第3次跃变(R;在2.0%左右)阶段,芳香缩合反应加剧,芳香基本结构单元增大,出现芘等4环结构的稠环,强烈的热裂解作用使得低分子化合物脱离煤体,可溶组分显著减少。研究认为,不同煤阶煤的THF溶剂萃取率及其组成的变化,是煤化作用过程中生成的可溶低分子化合物含量和种类、赋存方式,及可溶低分子化合物与溶剂、大分子结构间作用力大小的不同的
- 孙泽源张小东张硕张硕刘晓
- 关键词：变质程度大分子结构四氢呋喃
- 溶剂改造下构造煤纳米级孔隙的差异性变化及机理被引量：11
- 2017年
- 以山西霍尔辛赫采集的煤样为研究对象,采用有机溶剂(CS_2)、有机酸(CH_3COOH)、无机酸(HCl)、强氧化剂(ClO_2)分别对不同煤体结构煤进行溶剂改造实验,并借助于低温液氮吸附实验,探讨了溶剂改造下构造煤纳米级孔隙的变化规律,认为不同类型的溶剂作用促使不同煤体结构煤中的纳米级孔隙发生差异性变化,这种变化主要因溶剂改造下煤中小分子化合物、表面官能团以及矿物质的变化引起的.研究结果表明:随着煤体破坏程度的增加,各类溶剂的抽提(溶出)率均呈现出增大的趋势,且有机溶剂的抽提率要远大于无机溶剂的溶出率;不同溶剂作用后,煤的BET比表面积和BJH孔容显著增大.其中,有机溶剂作用下破坏程度较大的煤样开放孔数量大于破坏程度较小的煤样,而无机溶剂作用下仅在碎粒煤大孔径阶段开放孔数量明显增加;各类溶剂对煤样均具有一定的扩孔效果,特别是对小孔径段的扩孔效果最为明显.相比而言,有机酸、有机溶剂孔隙改造效果最为显著,无机酸、氧化剂不显著.
- 张小东郝宗超张硕杨延辉杨艳磊
- 关键词：构造煤
- 沁南煤层气井压裂施工曲线分析被引量：10
- 2017年
- 为研究不同类型煤层气井压裂施工曲线所揭示的储层特征和施工情况,对沁水盆地南部郑庄樊庄区块的230口煤层气井的压裂施工曲线进行对比分析,结合油压、排量、砂比的相互影响关系,对压裂施工阶段进行分类。前置液阶段分为阶梯排量型曲线和稳定排量型曲线,携砂液阶段大体分为压力稳定型、压力波动型、压力上升型、压力下降型等4类曲线,顶替液阶段主要为压力上升型曲线。对不同压裂曲线反映出的工程原因和地质内涵进行分析,结合实际排采资料,对不同类型压裂曲线产气效果进行评价,认为稳定型≈下降型>波动型≈上升型。
- 张小东胡修凤杨延辉杨艳磊赵家攀
- 关键词：煤层气排采
- 高煤级煤储层条件下的气体扩散机制被引量：23
- 2011年
- 为了研究高煤级煤储层煤层气排采中气体的扩散行为,采用扫描电镜和压汞法对不同煤级煤的孔隙进行了观测和测试.根据气体分子运动理论和扩散理论,探讨了沁水盆地无烟煤储层煤层气排采的不同阶段气体扩散模式的动态演化.研究表明,煤层气排采过程中,孔隙内气体的扩散模式是动态变化的:相同排采阶段,同一孔径范围内的孔隙的扩散方式因压降不同而存在差异.不同排采阶段,同一孔隙可能会经历不同的气体扩散模式.对于无烟煤储层,Knudsen型扩散很弱,过渡型扩散贯穿于排采的整个过程.Fick型扩散主要发生排采初期,在排采末期主要出现在距离井筒较远地段.
- 张小东刘炎昊桑树勋刘浩
- 关键词：沁水盆地孔隙结构
- 利用瓦斯涌出量计算瓦斯含量的方法在大平矿的实践被引量：1
- 2007年
- 瓦斯含量是矿井瓦斯灾害预测与防治的基础,利用瓦斯涌出量反算瓦斯含量的方法,可以最大限度地利用矿井瓦斯数据。文章计算了大平矿14个瓦斯含量点,通过与实测数据比较,乘以0.76的系数校正后可以使用。
- 殷秋朝张小东
- 关键词：煤层瓦斯含量瓦斯涌出量可靠性
- 不同煤岩成分萃取后的表面张力变化被引量：1
- 2018年
- 选取平顶山焦煤和霍尔辛赫贫煤作为研究对象,分别用四氢呋喃(THF)、二硫化碳(CS_2)、丙酮、醋酸(HAc)和正己烷等有机溶剂对煤样进行索氏萃取,借助于索氏萃取仪和接触角测量仪,对溶剂萃取前后煤样的萃取率、煤-水接触角及表面张力进行测试计算分析.结果表明:镜煤的萃取率最高,其次是亮煤和暗煤,相同的煤岩成分,用THF和CS_2作为溶剂的萃取率最大,用HAc和正己烷作为溶剂的萃取率较小,相比而言,焦煤萃取率显著大于贫煤萃取率;暗煤的煤-水接触角最大,其次为亮煤,镜煤的煤-水接触角最小,而表面张力呈现相反的对应关系;萃取后,不同煤岩成分的煤-水接触角的对应关系并没有明显的变化;THF和CS_2作为溶剂萃余物的接触角和表面张力的改变最为明显,而HAc和正己烷作为溶剂对煤表面的亲水基团萃取效果较弱,接触角与表面张力变化不显著.
- 余坤坤张小东李贵中李贵中
- 关键词：煤岩成分溶剂萃取接触角润湿性
- 豫东地区煤系烃源岩有机质特征与煤系气资源潜力被引量：10
- 2019年
- 为了评价豫东地区煤系烃源岩生烃潜力,基于有机碳含量(TOC)、镜质体反射率、干酪根类型及显微组成等测试分析结果,探讨了豫东地区不同区块煤系烃源岩的有机地球化学特征,对比分析了不同区块煤系气资源潜力,提出煤系气勘探有利区块。结果表明:区内煤系烃源岩的有机碳含量偏低(小于1.5%);干酪根类型以Ⅲ型为主,偶见Ⅱ_2型干酪根,利于生气;煤系经历了中二叠–中晚三叠世和晚侏罗–早白垩世2个大量生烃阶段,烃源岩热演化程度较高,镜质体反射率(R_(ran))为1.44%～3.80%,平均2.83%,有机质进入高成熟–过高成熟阶段,生烃量较充足。总体上,区内烃源岩生烃潜力属于差–中级别,砂泥岩储集性能相对较好,含气量高。煤系盖层主要为封盖性好的细砂岩、煤层、泥质岩类,煤系烃源岩气体保存条件好。研究认为研究区的睢西区块烃源岩具有埋藏深度较浅、有效厚度大、孔隙度高、含气量和含气饱和度高、有机质成熟度高的特点,为豫东煤系气勘探的有利区块。
- 杨燕青张小东许亚坤张鹏王昆朱春辉
- 关键词：烃源岩沉积有机质资源潜力
- 不同类型酸作用下构造煤表面性的变化机理被引量：7
- 2017年
- 以沁水盆地中南部霍尔辛赫井田的不同煤体结构煤为研究对象,用盐酸(HCl)、醋酸(HAc)和氢氟酸(HF)对煤样进行酸化处理,并运用低温灰化和X射线衍射等方法,对酸改造前后煤样的质量变化率、煤-水接触角和表面张力进行测试计算分析.研究表明:盐酸和醋酸作用后煤样的质量变化率在0.1%左右,而氢氟酸作用后煤样的质量变化率却高达7%;不同酸的作用对象不同,氢氟酸可与煤中大部分无机矿物质发生反应,效果最为显著;盐酸酸化后,煤-水接触角由59.75°减小为33.25°,表面张力由54.42mJ/m^2增至66.45mJ/m^2,含水性增强;而醋酸和氢氟酸酸化后,煤-水接触角由59.75°分别增至85.00°和84.50°,表面张力由54.42 mJ/m^2分别减至39.34mJ/m^2和39.65mJ/m^2,疏水性增强;煤样经酸化处理后,煤-水接触角和表面张力变化明显.
- 张小东余坤坤张硕杜志刚
- 关键词：构造煤酸处理接触角润湿性
