دخل تطوير غاز الفحم في طبقات الفحم منخفضة الرتبة في منطقة فوكانغ بشينجيانغ فترة أزمة. منخفضة الكفاءة في إزالة الميثان الممتص في المسام الصغيرة للفحم منخفض الرتبة، وآلية الامتزاز-التحرير غير واضحة، مما يؤدي إلى إنتاج منخفض في الآبار الجديدة الغازية، وقت استقرار قصير، وتأثير تطوير ضعيف. لحل مشكلة انخفاض درجة استرداد غاز الفحم وصعوبة استغلال الميثان الممتص، تم اختيار الفحم منخفض الرتبة في منطقة فوكانغ بشينجيانغ كدراسة، باستخدام التحليل العنصري، امتصاص النيتروجين، حيود الأشعة السينية، طيف الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه، والرنين المغناطيسي النووي 13C، وتم توصيف توزيع حجم المسام، الصيغة الجزيئية (C₁₀₀H₁₀₈O₁₆N₃) وتركيب الجزيء، وإنشاء نموذج مسام ضيق. باستخدام طريقة مونت كارلو الكبرى (GCMC)، تم محاكاة قانون الامتزاز للميثان تحت ظروف مختلفة من عرض المسام، الضغط ودرجة الحرارة، وتطبيق معادلة الامتزاز غير المتساوية اللانغمويرية (Langmuir) للفحم منخفض الرتبة في فوكانغ. عند 10.0 ميجا باسكال و308 كلفن، تم تنفيذ محاكاة ديناميكا الجزيئات لتخفيض الضغط عند درجة حرارة ثابتة على تكوين امتزاز الفحم-الميثان ذو الفتحات المختلفة. أظهرت النتائج: ① التركيب الجزيئي الأساسي للفحم في فوكانغ هو سلسلة كربون دهنية مرتبطة بحلقات البنزين والنفتالين، مع مجموعات الكربوكسيل، الهيدروكسيل والبيرول. ② عند فتح المسام أقل من 2 نانومتر، تسبب التأثيرات النانوية القوية زيادة في عمق بئر الامتزاز، مع توزيع كثافة الميثان بقمة واحدة، واحتلال المسام الدقيقة بشكل رئيسي؛ عند فتحة أكبر من 2 نانومتر، تحول توزيع الكثافة إلى توزيع ثنائي القمم مع ظهور مناطق غير ممتزة، وتحول آلية الامتزاز إلى الامتزاز السطحي السائد. ③ تحت ضغط عالي، رفع درجة الحرارة يقلل من طاقة الامتزاز، مما يوفر طاقة لتحرير الميثان، وكان هذا التأثير أكثر وضوحًا في المسام الضيقة ذات الفتحات الأكبر من 2 نانومتر. لا يزال الميثان الممتص موجوداً في مركز الفتحات، وتمتلك آلية الامتزاز خصائص مزيجة من ملء المسام الدقيقة والامتزاز السطحي. ④ في فتحات 1 نانومتر، الطاقة الحاجزة للتحرير عالية ومعامل الانتشار منخفض (7.5×10⁻¹⁰ م²/ث)، مع ظاهرة تأخر التحرير واضحة؛ في فتحات 3 نانومتر، الطاقة الحاجزة للتحرير منخفضة ومعامل الانتشار أعلى نسبياً (64.7×10⁻¹⁰ م²/ث)، ولم تظهر ظاهرة التأخر. الخلاصة هي: تقليل حاجز الامتزاز-التحرير في المسام الدقيقة للفحم منخفض الرتبة هو المفتاح لتحسين كفاءة تحرير الميثان وقدرته على الانتشار. من خلال التنظيم التعاوني لتخفيض الضغط-توسيع المسام-رفع درجة الحرارة، باستخدام تقنية التكسير الهيدروليكي المشتركة بواسطة CO₂ المسبق وسائل التكسير الناتجة ذاتية التسخين، جنباً إلى جنب مع الإزاحة بالسائل الحراري عبر شبكة الآبار، يعد هذا من الاتجاهات التقنية المهمة لتحسين معدل استرداد غاز الفحم في طبقات الفحم منخفضة الرتبة بفوكانغ تشينجيانغ.

فوكانغ شينجيانغ؛ الفحم منخفض الرتبة؛ غاز الفحم؛ الامتزاز-التحرير؛ المحاكاة الجزيئية؛ ملء المسام الدقيقة