基于低温液氮吸附实验的成庄井田3号煤孔隙特征研究

煤的孔隙特征控制着煤的吸附、扩散和渗流特性,采用低温液氮吸附实验对成庄井田3号煤孔隙特征进行了研究。结果表明:煤中孔径小于4 nm的孔隙多为一端开口孔,孔径大于4 nm的孔隙多为两端开口的孔、墨水瓶孔和少量一端开口的孔;煤中孔隙主要为过渡孔和微孔,大孔、中孔不甚发育,使得煤孔比表面积相对较大、孔容相对较小,有利于煤层气的吸附、凝聚储集和扩散运移。

基于低温液氮吸附法的煤岩孔隙分形特征

为研究沁水盆地中高煤级煤的孔隙结构特征,采用低温液氮吸附实验测定了不同煤样比表面积及孔径分布数据,依据吸附-解吸曲线和分形维数对煤岩孔隙系统进行分类。结果表明:煤层微小孔较发育,具有比表面积适中(0.418~0.902 m^(2)/g)、平均孔径小(14.6~21.0 nm)、孔容小(0.00186~0.00453 cm^(3)/g)和低温氮吸量适中(1.5~3.0 mL/g)等特征,镜质体反射率为1.51%~2.19%,利于煤层气赋存;基于低温液氮等温吸附曲线,识别出半封闭状态狭缝型孔和平行板状孔、开放状态的平行板状孔和墨水瓶型孔,其中开放孔比封闭孔吸附量要大,墨水瓶型孔最利于煤层气解吸开发;结合孔隙分形特征可知过渡孔与微小孔划分标准为60 nm,煤级越高,孔隙表面形态越复杂,但对孔隙直径影响较小。

煤的孔隙结构分形特征研究

为精确描述煤的微观孔隙结构特征,系统开展低温液氮吸附实验和压汞实验,将低温液氮吸附实验和压汞实验数据在孔径100 nm处进行拼接,结合分形理论,提出描述煤层孔隙结构非均匀特征的综合分形维数。研究结果表明,孔径大于2 nm范围内,煤的总孔比表面积随煤的孔隙综合分形维数的增大而增大,较好地反映煤体孔隙结构的分形特征。

勃利盆地煤岩孔-裂隙特征研究

为评价勃利盆地煤岩孔-裂隙特征,通过低温液氮吸附、压汞试验、煤岩显微组分和镜质组反射率测定、扫描电镜试验以及手标本描述等实验测试,对勃利盆地3个矿区15件样品的煤岩孔隙、微裂隙、内生裂隙和外生裂隙特征进行了系统研究。结果表明:勃利盆地煤岩显微组分以镜质组为主,含量在80.80%~88.00%之间;壳质组和惰质组含量较少;镜质体反射率在0.77%~1.42%之间;煤岩孔隙以微、小孔为主,孔隙类型为较开放的平行板状孔和圆筒形孔;煤岩中微裂隙较为发育,以张裂隙为主;内生裂隙中端割理线密度为18条/5 cm,面割理线密度为20条/5cm,高度为1~8 mm;外生裂隙以NW向为主。

山西省介休区块中阶煤煤储层孔隙特征及分形表征研究

以介休区块石炭-二叠系煤储层为研究对象,基于低温液氮吸附实验,分析研究了煤储层的孔隙结构及分形特征,运用FHH(Frenkel-Halsey-Hill)模型计算了孔隙分形维数,对比讨论了孔隙结构参数与分形维数的关系,以及煤岩工业分析、煤化程度及煤岩显微组分对分形维数的影响。研究结果表明:本区煤岩低温氮气吸/脱附曲线具有H 1和H 2两种类型,H 1型煤岩孔隙以圆筒形孔为主,有利于煤层气的解吸和扩散;H 2型以狭缝型孔和一端封闭的平行板状孔为主,有利于煤层气的吸附和储集;煤岩孔体积的贡献主要来自中孔,比表面积的贡献主要来自微孔。本区中变质程度煤储层孔隙具有分形特征,煤岩总孔容、总比表面积越大、分形维数越大,孔隙结构非均质性越强,分形维数可以有效反映孔隙结构特征。分形维数与R o、水分、灰分呈正相关,与镜质组、惰质组含量呈负相关,本区中变质程度煤储层分形维数受煤岩热演化程度影响明显。