老厂矿区煤储层孔隙结构特征及全尺度表征
胡彬彬1
张晓阳2
李康1
张莎莎3
吴财芳4
张军建1
1.山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛 2665902.山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛 266590;煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州 2210083.煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州 221008;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 4540034.煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州 221008
摘要：我国煤储层存在"三高一低"的特点,煤的孔隙结构特征是影响渗透率和排采难易程度及后续排采方式的重要因素.为了精确表征煤的全尺度孔径结构,采用高压压汞、低温液氮及二氧化碳吸附 3种方法,在对高压压汞试验数据进行压缩性校正的基础上,结合分形理论,分析不同试验方法优势孔径表征区段,实现对云南老厂矿区 10组煤样的全尺度孔径联合表征.结果表明:煤基质压缩系数在 7.06179×10-11～1.23531×10-10 m2/N,校正后的累计进汞量比校正前的减少 15.89%～27.82%,平均为 21.65%,煤基质在注汞压力达到 0.7 MPa时开始受到压缩,注汞压力达到 14.3 MPa时受到不可逆破坏.液氮吸附试验中阶段孔体积整体上随着孔径增大而逐渐增大,微孔区段趋于稳定且吸附体积较小,微孔吸附速率最快,整体随着孔径增大,速率减小,吸附曲线类型为Ⅳ型,迟滞环类型为H3、H4型.二氧化碳吸附试验阶段吸附体积曲线与微分曲线基本一致,孔隙体积整体随着孔径的增大而减小.压汞分形曲线可划分为 3段,当lgPi＞1.1时,分维值达到最大,煤基质受到不可逆的压缩破坏.低温液氮吸附分形曲线以相对压力Pj/Ps=0.5为界线,表征 2～5 nm孔径的分维值为1.93～2.92,平均为 2.57;表征 5～100 nm孔径的分维值为 2.16～2.76,平均为 2.49,微孔非均质性较强.综合 3种试验结果,以 1.5和 100 nm为拼接点,煤样中以孔径 0.41～0.86 nm间的微孔为主,孔隙体积占比最大.
关键词：老厂矿区压缩性校正孔隙结构联合表征分维值
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：山东省自然科学基金青年基金资助项目(ZR2020QD040)山东省自然科学基金青年基金资助项目(ZR2021QD072)煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室开放基金资助项目(2021-003)
论文发表日期：2023-12-30
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：10( 165-174 )
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