Desorción del Núcleo

Contenido de Gas a Partir de la Desorción del Núcleo

Sigra ofrece un servicio integral para medir el contenido de gas del núcleo de carbón recuperado mediante cable de acero. Este es un servicio único por su exactitud e integridad. Proporciona soluciones útiles en la evaluación del riesgo de estallidos y en la predicción de liberación de gas a partir de carbón cortado e in situ.

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Recipiente de desorción de núcleos de Sigra conectado al monitor de desorción automática y a la bolsa de recolección de gas puesta en un baño de temperatura controlada en la que se coloca el recipiente.

Procedimiento
  • Cronometrar el proceso de corte y recuperación del núcleo.
  • Colocar todos los núcleos que contengan más de 300 mm de carbón en un recipiente (1 m o 3 m) sin demora para ningún registro.
  • Monitorear de forma automática la tasa de desorción de gas en pasos de aproximadamente 20 ml, cada uno de los cuales tiene un sello de tiempo.
  • Colocar el núcleo en un baño de temperatura mantenido a la temperatura de la veta.
  • Recolectar todo el gas liberado y volver a medir su volumen para comprobar la coherencia.
  • Continuar la desorción hasta que aproximadamente el 80 % del gas inicial haya sido liberado.
  • Analizar la composición del gas con múltiples muestras para detectar el cambio de la misma.
  • Registrar el núcleo en función del tipo de carbón y el relleno de diaclasas y medir la densidad relativa aparente de cada grupo de capas identificado.
    •  Si el núcleo tiene carbonatos de diaclasas aparentes, se deben analizar con ácido para determinar la reactividad, lo que puede entonces dar lugar a una medición más precisa del efecto de la lixiviación ácida que influye directamente en la permeabilidad.
  • Tomar muestras de todo el núcleo para crear una muestra para la determinación de gas residual (Q3) mediante trituración. Esta muestra triturada se convierte entonces en una muestra representativa para el suministro de material triturado para las isotermas de adsorción. La desorción del material triturado se lleva a cabo en dos etapas:
    • A una atmósfera de presión parcial de gas de veta.
    • A una presión parcial muy baja de gas de veta.
Análisis

El análisis sofisticado de Sigra implica:

  1. Contabilizar el vapor de agua como componente de la liberación de volumen de gas de recipientes. Esto puede producir un error del 7 % a altas temperaturas de la veta.
  2. Evaluar la pérdida inicial de gas durante la recuperación del núcleo y en la superficie antes del inicio de las mediciones de las tasas de desorción. Esto se realiza:
    • Utilizando el método estándar basado en la raíz cuadrada de la gráfica de tiempo de la desorción temprana y un comienzo supuesto de desorción. Como parte de esta prueba, se calcula el coeficiente de difusión aparente (DA). Este es un cálculo del coeficiente de difusión en función de la pendiente inicial de la desorción acumulada frente a la raíz cuadrada de la gráfica de tiempo y el contenido total de gas. Ya que ningún núcleo de carbón está libre de alguna falta de homogeneidad y fracturas, el DA es en realidad una combinación del coeficiente de difusión y la fracturación dentro del núcleo. Es útil para modelar la liberación del gas del carbón cortado y como indicador de propensión a los estallidos.
    • Mediante un enfoque más riguroso que modele el proceso de desorción actual desde la perforación hasta la trituración para el gas residual. En este, un modelo numérico de difusión en base al comportamiento difusivo de un  núcleo fracturado  se ajusta a la desorción del núcleo medido. Una de las entradas del modelo proviene del registro del núcleo en el formulario de elección de un modelo adecuado de fracturación del núcleo. A continuación, el software refina lo datos para llegar a una distribución mejorada de la fractura y al coeficiente de difusión asociado. Utilizar esta información con el volumen del resto del gas recolectado durante la trituración y con la isoterma de adsorción medida o estimada, permite que una estimación mucho más exacta del gas perdido se realice a través de un modelo numérico. Esto realmente modela la desorción mediante el cambio de presión en la perforación mientras el núcleo es recuperado y durante el período en la superficie cuando el gas se pierde de la misma.
  3. Caracterizando la forma de la curva de desorción en términos del tiempo de desorción estándar (tau) para 2/3 de la desorción total de gas y para la salida de la difusión estándar de Fick.
  4. Calculando el contenido de gas de la fracción carbonosa de los carbones del núcleo sin materias minerales.
  5. Calculando el contenido promedio de gas de la veta, incluyendo varios recipientes y las pérdidas en el núcleo.

La estimación de contenido de gas que Sigra realiza mediante estos procedimientos supera ampliamente el estándar AS 3980-1999.

 

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