高低温循环冲击作用下砂岩孔裂隙结构的演化特征
汪家畅1
康健婷2
康天合1
郑亚炜2
晏嘉欣2
张慧慧2
梁晓敏1
1.太原理工大学原位改性采矿教育部重点试验室,山西太原 0300242.太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原 030024
摘要：我国煤系气储量丰富,但煤系气藏复杂的地质条件使得对单一含气系统的开采成本高、效率低,对多种含气系统难以合层共采.如何提高煤系储层的渗透性与兼容性是开发煤系气的关键问题.为探讨改善煤系储层结构的有效方法,研究了在高温 200℃、低温-196℃循环冲击作用下煤层顶板砂岩孔裂隙的演化特征,使用工业显微CT对高低温冲击作用前后砂岩试样孔裂隙的发育过程进行了表征.利用数字图像和三维重构技术,对冲击前后试样的CT数据进行了滤波和均值化等处理,定性和定量分析了 0、1、5、10、15次高低温度冲击后砂岩孔裂隙体积、表面积、孔隙率和孔裂隙分布复杂度分形维数的变化.研究结果表明:①高低温循环冲击促使砂岩试样孔裂隙发育、扩展、连通和次生裂隙的萌生,冲击作用有助于微小孔裂隙扩展形成较大的宏观裂隙.②砂岩孔裂隙体积、表面积、孔隙率和孔裂隙分布复杂度分形维数随温度冲击次数的增加呈对数规律变化,其增长幅度呈先增大后减小的趋势,在第5次冲击作用后其面积和孔隙率增幅达到最大,分别为15.48%,20.98%.③高低温循环冲击作用减弱了砂岩基体间的束缚力,打破了其原有的静态平衡,试样孔隙率随扫描层数的变化曲线演变为类"C"状,表明砂岩两端的束缚力衰减幅度更大.
关键词：高低温冲击CT扫描三维重构孔裂隙结构储层增透
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(41902179)国家自然科学基金(42072203)山西省青年科技研究基金资助项目(201901D211004)
论文发表日期：2023-11-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 139-147 )
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