黔西上二叠统龙潭组高煤级煤微观孔隙结构特征及其对含气性的影响

摘要：

为探讨高煤级煤的微观孔隙结构特征及其对含气性的影响,选取黔西地区黔普地1井龙潭组5件高煤级煤样品,分别采用高压压汞、低温N2吸附和CO2吸附对各煤样的纳米级孔隙进行定量表征,基于BJH和DFT方程分别计算孔隙的孔径、孔体积和比表面积,分析煤的微孔(孔径＜2 nm)、介孔(孔径2～50 nm)和宏孔(孔径＞50 nm)的孔径分布特征,并统计各级孔径对孔体积和比表面积的贡献率.在低温N2吸附实验的基础上,运用FHH模型分析了高煤级煤孔隙结构分形性质及其控制因素.采用线性拟合的方法,讨论了高煤级煤的持续演化对微孔和介孔的影响,以及各级孔径的比表面积对含气性的控制作用.结果表明:微孔、介孔和宏孔对孔体积的贡献率分别为49.47％、33.22％及17.31％,对比表面积的贡献率依次为85.44％、14.35％及0.21％;高煤级煤的孔隙形态可分为2类:小于3.7 nm的孔主要以一端开口的孔为主,大于3.7 nm的孔则主要为两端开口的孔和细颈瓶孔;孔隙分形维数随着地层压力的增加而增大,且以3.7 nm为界,大孔隙比小孔隙具有更加复杂的空间结构;微孔和介孔随镜质体反射率呈现规律性的变化,微孔的大量形成与煤大分子空间结构演化导致的介孔体积缩小有关;微孔对CH4吸附量的控制作用远超过介孔和宏孔,小于2 nm的微孔为煤层气的吸附提供了主要的空间.

关键词：高煤级煤、孔隙结构、孔体积、比表面积、分形维数、含气性

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分类号：TE122.1(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：中国地质调查局项目;贵州省油气勘查开发工程研究院项目;中国地质调查局项目;贵州省科技计划项目

在线出版日期：2021-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1814-1825