低场核磁共振技术在煤孔隙结构精准表征中的应用与展望
翟成1
孙勇1
范宜仁2
杨培强3
葛新民2
吴飞3
徐吉钊1
余旭1
刘厅1
赵洋1
1.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 2211162.中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛 2665803.苏州纽迈分析仪器股份有限公司,江苏苏州 215163
摘要：煤的孔隙结构对于瓦斯、水等流体的运移起关键作用,煤储层资源评估和致裂效果评价均有赖于高效的测孔技术.在众多的测孔技术中,低场核磁共振是近年来应用广泛的煤孔隙结构无损、快速、精准测试技术.该技术通过检测多孔介质中的饱和含氢流体(甲烷、水、油等)的核磁共振驰豫信号,反映孔隙结构及孔隙流体分布等信息.通过核磁共振弛豫谱分析可以得到煤的孔隙度、孔径分布、孔连通性、孔隙流体、润湿性和渗透率等物性特征,评价致裂增透效果;通过二维核磁共振可以区分水、甲烷等不同含氢流体及同一含氢流体的不同相态;通过核磁共振成像可以使煤内部的孔隙分布与流体运移可视化.高温高压核磁共振分析仪可以模拟深部原位煤层环境,实现水力压裂、注气驱替、瓦斯吸附/解吸、应力变形等过程煤心的实时分析与成像.介绍了核磁共振弛豫法和冻融法的测孔原理及相应的设备系统,总结了基于核磁共振的煤孔隙结构及流体特性分析体系,涉及了弛豫分布曲线到孔径分布曲线的转换、孔隙流体的划分、孔隙润湿性评价等关键问题,进而阐述了高温高压低场核磁共振测试系统在煤炭开发领域的最新应用进展,未来低场核磁共振技术将向着模拟原位煤层环境、结合大数据与机器学习以及煤矿现场应用的方向发展.
关键词：煤核磁共振物理性质孔隙结构流体分布
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(51925404)国家自然科学基金(51774278)
论文发表日期：2022-02-28
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：21( 828-848 )
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