【国家标准(GB)】 煤层气含量测定方法

ICS73.D40
中华人民共和国国家标准
GB/T19559—2008
代赞GB/1195592004
煤层气含量测定方法
Method of delernining coalbed gas content2008-07-29 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-05-01实施
-i ii KAoNni KAca-
GB/T 19559-2008
本标准参照美国码业局直接法（USBM），美国关然气研究所的煤层气含量测试指南（AGuilelarDetermining Coalbed Gas Contcnt)修订。本标推代替GB3/T19559—2004《煤层气含量测定万法》本标准修订内容如下：
—标准状态下气体体积校正的温度修定为0，压力101.325kPa；气样采集时间，修订在解吸的第1、3、5天送行；-增加快速气含量测定方法。
本标准的附录A.附录B、录C.附录D、附录E为规范性附录。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准山全国煤炭标准化技术委员会归口。本标推起草单位：煤炭科学研究总院西安研究院、中联煤层气有限贵任公司，本标准士要起草人：李小意、张遂安、宋孝忠、王强、杨杰。本标准所代替标准的历饮版本发布情况为：-GB/T 195592004.
1范围
煤层气含量测定方法
本标推规定了煤芯样品的煤层气含量测定方法。GB/T 19559—2008
本标准适用于煤炭和煤层气勘探中获取的烟煤无烟煤煤芯桦品的煤层气含量测定，褐煤煤芯样品的煤层气含景测定参考执行。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注口期的用文件，其随后所有的修收单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标谁。然而，鼓励根据不标推达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的与用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T212煤的下业分析方法(GB/T212—2008,1SO 11722:1999,ISO117:1997.ISO 562;1998.NEQ
GB474煤样的制备方法（GB474—1996，cqV1SO1988:1975）GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法3仪器设备
3.1解吸罐：容积100ccm以上，0.3MPa压力下保持气密性；3.2计量器：最小刻度不大于10cm；3.3恒温装置：温控士1℃；
3.4温度—30℃~80℃；
3.5气E计：60kPa~106kPa：分度值0.1kPay3.6 电子秤：10kg，感录0.005kg3.7标准筛：0.25mm（60目）：
3.8球磨罐：容积不小于500cm；3.9球磨机；
3.10软管：长度约1
3.11气样瓶：250cm；
3.12气相色谱仪：符合G/T13610天然气的组成分析方法要求；3.13填料：对煤层气不产生吸附和反应的圆柱体、玻璃球、空心管等。4样品采集
4.1乘样前准备
4.1.1解吸罐
所有用于煤层气含量测定的解吸继（3.1）-使用前应进行气密性检测。气密性检测可通过向罐内注空气至表压0.3MPa以上，关闭后摘置12h,H力不降方可使用。4.1.2计量器
使用前，给计量器(3.2)的量简装满水，调节计器至初始状态，检测计量器密阅链能，4.1.3恒温装置
在煤样装罐前，应将恒混装置(3.3)温度调至储层温度，并使其达到设定温度。1
GB/T t9559—2008
4.2采样原则
4.2.1样品质量
每次装的煤样不应少于800，
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如煤芯采取率不足又需要采样测定时，最低样量不应少于300吕，月只做解吸气测定，并在备注中说明，
4.2.2采样时间
采样时间，是指用于煤层气含意测定的煤样从钻遇煤层或起钻开始到燃样被装人解吸罐密封实际所用的时间，
从起钻到煤样提升至井口所用的间规定为:井深每100 m提态射间不得超过2min，样品商达地面后，应在10m内装入解吸罐密封。4.3采样步骤
钻遇煤层前，采样人员必须现场，关将仪器设备安装调试进人作状态。4.3.1煤芯采样
感快打开岩芯
待煤芯提出≠口，
杂物（如煤芯受列泥攀诺染粒清4.3.2装样要求
煤层气含量测霆的样品应装至刷底加适量填料（3.吸罐中空
4.3.3参数记录
采栏时，应同前以下有关参
井导、井位、煤层名
地质参数
b）时间参数諾遇煤层时间.萬
c）样品参数罐样品编号
鲁泉A煤芯檬
d）记录表格，
5测定方法及流程
5.1自然解吸
5.1.1解吸步骤
1cm处。
不应超
罐内体摄
地挥封优理深会
，样品质量、样品
重始记#
快返拍照并简馨描述，剔除夹研及装人解率密封，不应按医，www.bzxz.net
童不足以装罐应据样品在
封罐时间、寒样期；
将装有样品并密封好的双速置于已达储层温度的恒温装罩中，用锈管(3.10)将解吸罐与计量器连接，调格计量器液面，使的解吸气进入量筒，持链形瓶使之水面与量俏水面对齐读数，记录观测的气体体积，同时记录当时的环镜温度、天气并别写在附录的表格中。下次测定，记下该点量筒读数，减丢上次量筒读数得到解吸气摔积。以后重复测定，并按照上述内容记录测定数据。
如量简不能再容纳下次测定的气体时，排出管管内的气体（需要采集气样时应先取气样再排出），调节计最器至初始状态，然后关闭阀门壹复以！步骤继续测定，5.1.2测定时间间隔
自然解吸时，间隔定时间测定-欲，其时间间荫视内压力而定。样品装罐第一次 5 min 内测定,然后以 10 min 间隔测满 1 h,以 15min 间隔测满 1 h,以 30 min 间隔测满1h以60in间测满1h，以问陷120min测定2次，累计测满8h。连续解吸8h后，可视解吸罐的压力表确定适当的解吸时间河隔，最长不超过24h，5.1.3解吸终止限
自然解吸持续到连续7天平均每天解吸量不大于10cm2,结束解吸测定。2
5. 1. 4称量,缩分、正业分析
GB/T19559--2008
自然解吸结束后开罐，进行煤岩观测捕述，招述内容包括宏观煤岩类型，裂膜发育情况、夹码等。然后将样品风下，格量空气干爆基样品质量。将样品摘碎至2cm-~3cm人小，取300g～500g，装人球磨罐（3.8）密封进行残余气测楚：同时获取工业分析及其他分析项月样品。5.2残余气测定
5.2.1定方法
将用于残余气测定的球磨罐固定在球磨机（3.9)上，破碎21~4h，放入恒温装置，待恢复借层温度后观测气体量，读出的气体休积数，连同环境温度、大气压力、解吸时间等一并记录在附录3余气测定原始记录表中。之后按每24h间隔进行解吸测定。5.2.2残余气测定终止限
按5.1.3执行。
5.2.3称量计算
残余气测定结束后，开罐，用0.25mm（60目）标准筛（3.7)筛分样品，称量筛下煤样质号，进行残余气含量计算。
5.3气样采集及气成分测定
5.3.1气样采集
解吸气测定过程中.简要采集气样进行气成分分析。准备软管（3.10)和气样瓶（3.11)(250)n玻璃瓶或气袋）若于及采集气样所需的水槽。气样采集采用排永集气法。在量简内气体体积大于4C0cm时，把软管接在解吸端的气阀上，玻璃瓶置人水槽充满水，打开量简的气阀并提升锥形瓶，将软管内空气排除后插人玻璃瓶，让气体道过软管流向瓶中。待气体收集到约150cm*后，在水槽中拨下软管并盖「瓶塞，然后在瓶了外贴上标签，倒置箱中，送实验室进行气体组分分析。5.3.2采集气样的数目和频率
气体样品采集的原则·是在大量气体解吸出时畏集。旁然解吸阶段采集气样3个，分别在解吸的第1、3.5天采集。煤层气含量低的样品，也可适当提前采气样。5.3.3气组分分析
采集的气样，及时送实验室，按GB/T13610进行气体红分分析，5.4快速气含量测定
在现场采集具一定块度的煤芯样品400书~500装人球磨罐，先白然解吸8h（方法同5.1.1~~5.1.2），然后球磨破碎1miri~30min（灰分较高或高煤级的煤破碎60nin）.放人恒温装置自然解吸；以后重复破碎、解吸，直到连续两次破碎、解吸的气量均小于10cm时，快速气含量测定结束，每次测定，在记录表中记下球磨时间、解吸时间、解吸气体积皮环境温度、大气压力。现场筛分称量，求得原样的煤层气含量结桌，然后将样品送实验室进行工业分析，精确计算气含量结果。
6数据处理
6.1解吸气体积校正
白然解吸和残余气刻定所测得的气体体积应进行标准状态正：换算到温度0C，压力101.325kPa下。气体体积校正公式现式(1)：273. 15 X P, X V.
Vsy = 101. 325 X(273. 15 - T.)..(1)
GB/T19559—2008
式中：
ii KAoNni KAca-
标准状态下的气体体积，单位为立方厘米（cm\）；火气压力，单位为千帕(kPa)；
T，—大气温度.单位为摄氏度(℃)；Vm气体休积，单位为文方原米（cm）。6.2换失气量计算
6.2.1损失气时间计算
在钻非循环介质为清水和泥浆时，取芯筒提孕开简时的时间作为零时间：钻并循环介质为泡沫或空气时，钻遇燃层时间为零时间。损失气时间为从零时间到封的时间，其计算公式如下：
钻井循环介质为清水泥杀样下损失气时间计算公式见式（2）(23
钻井循环介质为沫或经气条
式中：
摄失气厨闻；
钻遇煤前
提芯时
一煤芯到弗中时间；
煤芯封瞳时闻。
6.2.2损失气量讲算考法
损失气量计算来用意按法，解！祥
纵坐标，损失气时间解吸时间和的轴相交，则直线在纵垒
家的截距文
6.3气含量计算的基
吸量与时间平
煤层气含量测定结两种未表达：空气干燥基，下燥无炭基
6.4气体组分计算
1380的规定计算。
各种气体组分的液度，按B
6.5媒层气含量计算
以标状态累计解吸最为
的各点连线，鸡长直线与纵坐标幕图（直接）。
根据测定过程，煤层气含量包括损失氯。解吸气和残余气含最三部分。6.5.1损失气含量计算L见式（4)Gu. = Vi.ost/mt
式中：
Ccl—为损失气含量，单位为立方原米每克（cm*/g)；VLast
损失气体积，单位为立方厘米（cm2）；样品总质量，单位为克（g）。
6.5.2自然解吸气含整计算[见式（5)Gep =- Vr/my
武中：
实测的白然解气含量，单位为立方厘米每克(cm/g)；(4
（5）
实测的自然解吸气体积，单位为立方遵来(cm)；样品总质量，单位为克(g）。
6.5.3残余气含量计算[见式（6)Gcr - Vr/e
武中：
Gcs一-残余气含量，单位为立方厘米每克（cm/g）；Vr—一残余气体积,单位为立方厘米(rm2);ri
线余气样品质量，单位为克（
6.5.4气含量计算
GB/T 19559-2008
煤层气含量G等于损失含量GcL，实谢群燃释吸气含量G和残余气含量Gck之和，即式（7）：Gc = Gr. +-Gen
6.6吸附时间计算
吸附时间(t)是指释最切会气体被邂吸出63.2%时用图解法或计算方泼据确计算房首先，按式（8算占总气
式中：
含量63.2
近用的时间，要般以塞为单位，吸附时间可采83
的气体休积，单鑫
集气、自然解
其次计算解鼻割数据点的各的票计气体体积（然后，在累教数据中找出
最后,利用离指方法求出
样品运送遥中，通环境温度
时间。否则视解吸载而定。
6.7计算数值精虞要家
煤层气含量数摄修药到两位器
7果报告
为所在的区间。
温度静票计
瘦米（cm）
方厘米（cn
态）。
留除路途时忆，吸时间不包括运送A
主要包括：
煤层气含量测定成果
自然解吸原始记录表附豪）、残余气测定原始记录表（附录B）、损炭气计算图（附录C），累计孵吸曲线图(附录 D)、气含量定统果表耻录E)、气组分分板结巢和工业分析结果等。文字说明利有关分析，如采释情况说明实冠程说朗等。8质量评述
详细记录实施过程中采样，定及仪器障等实际情，作为测定结果质量评估的袋据，质量评述包括以下内容：
8.1样品采集质量评述
8.1.1样品末能按时提芯或样品到达井口后，末能在1Cmin内装密封，应在记录中注明。8.1.2如煤芯来取率太低，样景较少时，应记录实际样量，在质量评述中说明相应分析不能进行的原因。
8.2测定操作质量评述
8.2.1如样品太碎，测定过程出现堵塞，未能及时处理时，应在报告中说明，并将该样作为参考样。8.2.2测定过程错记、漏记或仪器设务溺气故障致使测值不准确，应说明，5
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8.3质量评述结论
8.3.1合格样品
-iiiKAoNniKAca-
如未发现8.1和8.2中的问题，按规范测定的样品，视为合格样品，煤层气含鼠测试结果可直接应用，
参考样品
采样及测定过程中发生间题，致使测定未能按规执行，其测值仅作为考。8.3.3报废
如有严重失误，则样品报废，测值无效。来样地点
采样深度/m
烘层名称
诞定日期
(年，月，日）
采样人：
测定时间
（对：分）
样品编号
解吸碟
空质中
样糖质垦/g
谢橘廊
实验人：
附录A
（魏范性附录）
自然解吸原始记录表
自然解吸原始记录表
钻遥煤层坛间
“提时间
到达并口时间
甚时间
盘管读数/em
审核人：
气体体积人
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提钻暴露时间/min
装样暴露时闯/minl
储层温度/℃
环境温度/
大气乐力/
页/共
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桦品编号
储层蕴度/℃
测定期
（年月，）
实验人：
测定时间
(时：分）
附录B
（规范性附录）
残余气测定原始记录表
残余气测定原始记录表
样品质母/管
间隔时间/
暨管读数/cm
审核人
煤层名称
测试目期
完体体积/
环境湿度！
大气压力/
页/共
损失气计算图(直接法)见图C.1。3000
附录C
（规范性附录）
损失气计算图(直接法）
F=407.75x—1225.3
R3 = 0. 999 4
损失证—1225.30心m
××并××煤层××样品损失气计算图图c.1
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煤层气累计解吸典线图见图1.1.96000
24 000
附录D
（规范性附录）
煤层气累计解吸曲线图
0. 632V. =22 015. 99 cm3
吸时间：2.34山
返河实验室
时间/min
60 000
图 D. 1 × ×井××煤层××样品暴计解吸曲线图10
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