Происхождение метана и виды связи его с горными породами

Процессы образования метана протекали одновременно с формированием пластов угля и метаморфизмом первичного органического вещества. В процессе образования углей в результате метаморфизма первичной органической массы, покрытой наносами и лишенной доступа кислорода, происходило образование метана, его высших гомологов, сероводорода, аммиака и водорода. Существенную роль при этом играли процессы брожения, вызываемые деятельностью анаэробных бактерий. Разложение клетчатки, как отмечал акад. А. А. Скочинский, происходило в соответствии с реакциями: 2С,НкЛ - 5СН.+ 5С02+ 2С; Успешная вернтиляция. 4СвН, А = 7СН4 + 8СОа -|- ЗН20 + С,НвО. Подобные процессы метаиообразования возможны й в иных условиях при разложении органических веществ без доступа кислорода (месторождения нефтяные, каменносоляные, стронциани- товые, серные, глиняные, гематитовые, болота, пруды). В породах метан находится в свободном и сорбированном состояниях. На глубоких горизонтах, где давление газа достигает 5 МПа, основное количество метана находится в сорбированном состоянии. Различают три вида связи газа с твердым веществом: адсорбцию (соединение молекул газа с поверхностью твердого вещества под действием сил молекулярного притяжения), абсорбцию (проникновение молекул газа в твердое вещество без химического взаимодействия и образование «твердого раствора») и хемсорбцию (химическое соединение молекул газа и твердого вещества). Основное количество сорбированного породами метана находится в адсорбированном состоянии.

    При повышении давления количество сорбированного метана увеличивается, а при повышении температуры оно уменьшается. Сорбционная способность углей значительно выше, чем пород. С повышением степени метаморфизма угля она увеличивается. Сорбционная способность углей при данной температуре зависит от давления газа и описывается уравнением Лэнгмюра р/х = (1 lab) + (р/6), (2.2) где р — давление газа, Па; х — количество сорбированного газа, см3/г; а, b — коэффициенты Лэнгмюра, имеющие размерность соответственно Па^1 и см3/г.