超临界态甲烷密度研究 论文

超临界甲烷密度不仅是非常规天然气资源量计算与吸附能力测定的重要参数，同时也是衡量超临界甲烷扩散效率与溶解有机物能力的主要指标。通过对比分析各种气体状态方程的适用性，研究者们认为基于亥姆霍兹能量基本状态方程可以准确计算0~30 MPa、270~360 K条件下甲烷的密度。为了便于实际应用，使用Microsoft Office Excel编写了甲烷密度的计算程序，并与NIST(美国国家标准与技术研究院)的商业软件进行了对比分析，结果显示误差小于0.05%。同时，进一步分析了0~100 MPa、270~360 K范围内甲烷密度的变化规律。

研究结果表明，甲烷密度随着压力增大而增大，在低于30 MPa时增速较大且对温度的敏感性较强，而当压力超过30 MPa时，增速逐渐减缓，且温度敏感性减弱。在煤层原位条件下，随着埋深的增加，甲烷密度在温度升高时会减小，但压力增大会导致密度增大；在温度与压力的共同作用下，甲烷密度表现出先增速不变、近似线性增加，而后增速逐渐减小，呈现出凸曲线形的变化趋势。

游离态甲烷的密度受温度的影响较小，这使得它成为深部煤层气资源增量的主要贡献者。这一发现为深部煤层气赋存及其潜力预测提供了基础参数支持。如果您对此研究感兴趣，更多相关内容可以参考深部煤层超临界甲烷吸附量预测研究以及井下开采煤层气甲烷提浓技术，这些文献中涵盖了更多关于甲烷在煤层中的行为分析与技术探讨。