煤中孔裂隙的發(fā)育規(guī)模、尺度、形態(tài)、結(jié)構(gòu)及孔徑分布決定了煤儲層對氣體的吸附能力和滲透性能,而吸附能力和滲透性是決定煤層氣開發(fā)效果的最關(guān)鍵的儲層參數(shù)之一,所以在煤層氣的開發(fā)中對煤中的孔裂隙的發(fā)育特征尤為關(guān)注。以沁水盆地南部潞安礦區(qū)五陽井田和晉城礦區(qū)成莊井田的3號煤層為研究對象,分別對直徑2 mm、2.5 cm和10 cm的多個煤心樣品進行CT掃描實驗,并基于FDK理論、采取反投影重建方法建立起樣品三維空間模型。采用DTM灰度閾值分割方法,對不同尺度煤中孔徑大于1.24μm、16.13μm和74.44μm的孔裂隙進行了有效識別,進而利用Avizo圖像分析軟件和SPASS、Origin等數(shù)據(jù)分析軟件對孔裂隙在三維空間的分布特征進行重構(gòu)和定量分析。為驗證CT識別孔裂隙的準確性,將氬離子拋光+掃描電鏡下測定的孔隙尺度和壓汞測試(MIP)測定的孔容分布與CT掃描的定量結(jié)果進行了系統(tǒng)比較。主要得出以下認識:(1)對比分析了分水嶺法、最大類間方差(OTSU)法和數(shù)字地面模型(DTM)灰度閾值分割法在煤巖樣CT切片中識別孔裂隙的可操作性和準確性,發(fā)現(xiàn)DTM灰度閾值分割方法更適合于煤中孔裂隙的識別,通過對比DTM方法識別的裂隙與掃描電鏡下觀察到的裂隙的展布形態(tài)與開度,發(fā)現(xiàn)二者結(jié)果基本一致,證明DTM灰度閾值分割法可以較為準確地識別煤樣中的孔裂隙。(2)利用Avizo軟件建立了不同尺度樣品中孔裂隙的可視化空間展布模型,通過對比不同樣品孔裂隙的空間分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)煤中孔裂隙分布非均一性較為明顯,孔隙絕大部分呈封閉孔狀態(tài)散布在煤基質(zhì)中,裂隙連通性較好基本與層面垂直或大角度相交。(3)通過對比直徑2 mm、2.5 cm和10 cm的多種尺度樣品的CT掃描結(jié)果,發(fā)現(xiàn)它們分別可以識別孔徑大于1.24μm、16.13μm和74.44μm的孔裂隙,基于孔裂隙的可視化數(shù)字模型對孔裂隙的孔容進行了定量表征,結(jié)合壓汞實驗結(jié)果對比分析,發(fā)現(xiàn)與壓汞孔容相比CT孔隙度在不同樣品之間變化較大;對于直徑2 mm樣品CT掃描可以對孔徑大于15μm的孔隙進行準確定量表征,對與直徑25 mm樣品可以對孔徑大于40μm的孔裂隙進行準確定量表征。(4)對比分析不同樣品中孔裂隙發(fā)育的差異性,并結(jié)合滲透率實驗結(jié)果,證實連通性裂隙的發(fā)育規(guī)模是決定滲透性好壞的關(guān)鍵因素。
【學(xué)位單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD712
【部分圖文】：

煤中孔隙/裂隙測定法方法

技術(shù)路線圖

五陽、成莊礦區(qū)地理位置圖
【參考文獻】

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本文編號：2837504