中高阶煤储层吸附孔孔隙结构特征对比分析Comparative Analysis of Medium to High Ranked Coal Reservoir Adsorptive Pore Structural Features
钟方德
摘要(Abstract):
为对比分析中国西南主要煤层气产区—黔西-滇东地区不同煤储层孔隙结构特征,基于低温液氮测试(LPN_2GA)和CO_2吸附测试(LPN_2GA)对区域内的19件中高阶样品吸附孔(<100nm)孔隙结构特征进行综合分析,同时,利用分形理论对纳米孔(2~100nm)孔隙进行分形研究。结果表明,中煤级煤储层(土城矿区)纳米孔孔隙以半封闭孔为主,孔隙连通性较差。高煤级(老厂矿区)纳米孔趋于复杂,以墨水瓶孔和开放孔为主。纳米孔孔容和孔比表面积分布分别呈多峰态和单峰态,孔容峰位(10~100nm)和比表面积峰位(2~10nm)随煤级升高分别向大孔径和小孔径孔隙转变。微孔范围内(0. 47~1. 50nm)总比表面(CO_2-TSS)与总孔容(CO_2-TPV)表现为线性正相关,且CO_2-SSA提供了煤储层绝大比例的总表面积(> 99%)。中煤阶储层以"三峰态"为主(峰1,0. 48~0. 53nm;峰2,0. 60~0. 67nm;峰3,0. 80~0. 84nm)。随煤级增加,微孔优势孔径逐渐减小,<0. 62nm孔隙孔容/比表面积百分比逐渐增加,使其高煤阶储层表现为"双峰态"。2~100nm纳米孔范围内,D_(v1)主要与2~10nm阶段孔隙TPV有关,可用以表征该范围孔隙体积非均质性。相较于D_(v1),D_(v2)与孔隙结构参数无明显线性关系,其主要受煤变质程度作用影响。
关键词(KeyWords): 吸附孔;煤层气;孔隙结构;分形值
基金项目(Foundation):
作者(Author): 钟方德
参考文献(References):
- [1]陶树,汤达祯,秦勇,等.黔西滇东典型矿区含煤地层热演化史分析[J].煤田地质与勘探,2010,38(06):17-21.
- [2]邵龙义,高彩霞,张超,等.西南地区晚二叠世层序-古地理及聚煤特征[J].沉积学报,2013,31(05):856-866.
- [3]赵时久,陈家怀,陈善庆.滇东田坝黔西土城晚二叠世煤系上段沉积相及含煤性[J].沉积学报,1988,(04):62-71.
- [4]陈贞龙,汤达祯,许浩,等.黔西滇东地区煤层气储层孔隙系统与可采性[J].煤炭学报,2010,35(S1):158-163.
- [5]罗金辉,杨永国,秦勇,徐伟伟.基于组合权重的煤层气有利区块模糊优选[J].煤炭学报,2012,37(02):242-246.
- [6]顾成亮,桂宝林.滇东-黔西地区晚二叠世煤层割理研究及其在煤层气勘探中的意义[J].云南地质,2000(04):352-362.
- [7]蒋天国,马樱燕,刘胜彪.云南老厂矿区煤层气地质条件[J].黑龙江科技大学学报,2015,25(01):26-30+45.
- [8]李伍,朱炎铭,陈尚斌,王猛,王怀勐,钟和清.滇东老厂矿区多层叠置独立含煤层气系统[J].中国煤炭地质,2010,22(07):18-21.
- [9]王肖.滇东老厂矿区煤层气地质特征及甜点区段优选[D].中国矿业大学,2017.
- [10]侯丁根,周效志.黔西松河井田煤层气成藏特征及资源可采性研究[J].煤炭科学技术,2016,44(02):62-67.
- [11]侯丁根.贵州松河井田煤层气储层特征及可采性研究[D].中国矿业大学,2016.
- [12]郎伟伟,宋志敏,刘高峰,任建刚.基于低温液氮吸附实验的变形煤孔隙分布及其分形特征[J].河南工程学院学报(自然科学版),2015,27(02):34-37.
- [13]马明,陈国俊,徐勇,等.陆相页岩热演化过程中孔隙分形特征[J].煤田地质与勘探,2017,45(05):41-47.
- [14]降文萍,宋孝忠,钟玲文.基于低温液氮实验的不同煤体结构煤的孔隙特征及其对瓦斯突出影响[J].煤炭学报,2011,36(04):609-614.
- [15]李子文,郝志勇,庞源,高亚斌.煤的分形维数及其对瓦斯吸附的影响[J].煤炭学报,2015,40(04):863-869.
- [16]徐林,袁梅,杨萌萌,许石青,王玉丽,李闯.贵州省突出煤层孔隙分形特征研究[J].工矿自动化,2017,43(04):32-36.
- [17]Zhu J F,Liu J Z,Yang Y M,Chen J,Zhou J H.Fractal characteristics of pore structures in 13 coal specimens:Relationship among fractal dimension,pore structure parameter,and slurry ability of coal[J].Fuel Process Technol.2016,149:256-267.
- [18]Yao Y B,Liu D M,Tang D Z,Tang S H,Huang W H.Fractal characterization of adsorption-pores of coals from North China:An investigation on CH4 adsorption capacity of coals[J].Int.J.Coal Geol.2008,73:27-42.