深部煤系沉积岩孔隙结构特征压汞试验研究

为了探究深部含煤地层沉积岩的物性特征,通过对25个采自国内2个深部煤矿的6类沉积岩样品进行压汞试验分析,比较了不同种类、不同沉积环境沉积岩样品的孔隙结构参数及孔隙分布特征差异。结果表明,不同种类沉积岩样品代表性孔隙结构参数具有明显差异;各类岩石孔隙率随粒径范围的增大而增大;相同沉积环境条件下,不同种类沉积岩的孔径分布曲线有明显差异。总体看,泥岩孔容最小,孔径分布曲线较为平缓;砾岩孔容最大,孔径分布曲线坡度较大,与砂岩和泥岩相比,具有显著的S形分布特征。同时,不同种类岩石的优势孔隙存在明显差异。此外,不同沉积环境条件下,同一岩性深部煤系沉积岩样品的孔径分布曲线形状上有明显差异,孔隙分布特征差异较为显著。

岩石气态水吸附特性及其影响因素实验研究

吸水是导致岩石尤其是含黏土软岩变形乃至破坏的最重要的诱因之一。本文通过对采自国内三个不同矿区的若干深部软岩样品进行气态水吸附实验,得到了三组不同类型岩石的气态水吸附曲线;通过对吸水曲线进行回归拟合建立了各类岩石的吸水特征函数,对比分析得出岩石的气态水吸附随时间的动态变化规律。此外,结合X射线衍射实验、扫描电镜实验及压汞实验,得到了岩样的矿物组成、微观结构及孔隙率、孔隙分形维数等重要参数,综合分析了各因素对岩样气态水吸附特性的影响。研究结果表明,三种岩石样品气态水吸附随时间动态变化均表现为减速吸水过程,并可以用负指数函数进行拟合。三种岩样吸水能力差异显著,按大小排序依次为:大强砾岩>沙吉海泥岩>哈拉沟砂岩。黏土矿物成分的含量越高,岩石的吸水率、吸水速率就越大;而黏土矿物成分中,蒙脱石又对岩石吸水起到至关重要的作用。岩样的有效孔隙率越大,其吸附气态水的能力越强;岩样的有效孔隙结构越复杂,其吸附气态水的能力越弱。