沁水盆地南部3#煤儲(chǔ)層為中國(guó)典型的無(wú)煙煤儲(chǔ)層,也是目前煤層氣開(kāi)發(fā)的主要產(chǎn)層,其孔隙結(jié)構(gòu)連通性如何直接決定了抽采過(guò)程中煤層氣的解吸-擴(kuò)散-滲流過(guò)程,制約了煤層氣地面直井抽采效率,是煤層氣井獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵所在。本文以沁水盆地南部3#煤儲(chǔ)層為研究對(duì)象,采用壓汞法、低溫液氮吸附法、核磁共振馳豫法、核磁共振凍融法、小角X射線散射法以及掃描電子顯微鏡分析了沁水盆地南部煤儲(chǔ)層孔隙發(fā)育特征;通過(guò)CT掃描對(duì)煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的三維可視化重構(gòu),提取了測(cè)試樣品中的孔隙結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù),對(duì)煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育特征及其連通性進(jìn)行綜合系統(tǒng)的研究;通過(guò)傳統(tǒng)幾何分形模型和熱力學(xué)分形模型的建立,計(jì)算分形維數(shù),并對(duì)煤儲(chǔ)層滲透性來(lái)源進(jìn)行定量分析;探討了沁水盆地南部煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)影響下的煤層氣解吸-擴(kuò)散-滲流機(jī)制,揭示了煤儲(chǔ)層煤層氣產(chǎn)出機(jī)理。壓汞法實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明孔徑<100nm的微、小孔為孔體積的主要來(lái)源,煤儲(chǔ)層孔隙度小于7%。低溫液氮吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明孔徑20-40nm的孔隙含量最高;核磁共振弛豫法在分析孔隙的孔徑分布方面與壓汞法具有等效性,測(cè)試結(jié)果表明孔徑2.5-50nm的孔隙含量最高;核磁共振凍融法測(cè)試結(jié)果表明樣品孔徑集中分布... 

【文章來(lái)源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤儲(chǔ)層孔裂隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究
        1.2.2 煤孔隙表征方法研究
        1.2.3 煤儲(chǔ)層孔隙連通性研究
        1.2.4 煤層氣吸附解吸特征研究
    1.3 研究問(wèn)題的提出
    1.4 研究?jī)?nèi)容與方法
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究技術(shù)路線
        1.4.4 論文工作量
2 沁水盆地南部地質(zhì)背景
    2.1 研究區(qū)地質(zhì)概況
        2.1.1 含煤地層
        2.1.2 構(gòu)造特征及演化
        2.1.3 沉積地質(zhì)特征
        2.1.4 巖漿活動(dòng)
        2.1.5 水文地質(zhì)條件
    2.2 研究區(qū)煤儲(chǔ)層特征
3 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.1 孔隙分類(lèi)
    3.2 壓汞法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原理
        3.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.3 低溫液氮吸附法
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)原理
        3.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.4 核磁共振馳豫法
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)原理
        3.4.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.5 核磁共振凍融法
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)原理
        3.5.2 孔徑分布
    3.6 小角X射線散射實(shí)驗(yàn)
        3.6.1 實(shí)驗(yàn)原理
        3.6.2 孔徑分布
    3.7 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡
    3.8 孔隙結(jié)構(gòu)綜合分析
        3.8.1 孔隙度對(duì)比
        3.8.2 總孔體積與總孔比表面積對(duì)比
        3.8.3 孔徑分布對(duì)比
    3.9 計(jì)算斷層掃描(CT)技術(shù)
        3.9.1 CT成像原理
        3.9.2 CT實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.9.3 顯微CT掃描
        3.9.4 孔隙連通性綜合表征
    3.10 本章小結(jié)
4 孔隙滲透率來(lái)源特征
    4.1 分形模型
        4.1.1 幾何模型
        4.1.2 熱力學(xué)模型
    4.2 煤孔隙分形維數(shù)
        4.2.1 基于傳統(tǒng)幾何模型的分形維數(shù)
        4.2.2 基于熱力學(xué)模型的分形維數(shù)
    4.3 分形維數(shù)與滲透率貢獻(xiàn)值的關(guān)系
    4.4 孔隙滲透性來(lái)源
    4.5 本章小結(jié)
5 煤儲(chǔ)層條件下煤層氣解吸-擴(kuò)散-滲流機(jī)制
    5.1 煤層氣解吸-擴(kuò)散-滲流機(jī)制
    5.2 煤儲(chǔ)層條件下煤層氣的擴(kuò)散行為
        5.2.1 煤層氣擴(kuò)散機(jī)理
        5.2.2 煤儲(chǔ)層內(nèi)煤層氣的擴(kuò)散模式
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤粒孔隙的分形模型與分形特性研究[J]. 何超,劉偉.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2017(07)
[2]基于三維空間表征的高階煤連通孔隙發(fā)育特征[J]. 楊延輝,劉世奇,桑樹(shù)勛,Jingsheng Ma,王鑫,王文峰,楊艷磊.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(10)
[3]深部中-高煤級(jí)煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)與吸附性[J]. 許啟魯,黃文輝,唐書(shū)恒,劉貝,楊延繪,閆德宇,陸小霞.  現(xiàn)代地質(zhì). 2016(02)
[4]煤粒多尺度孔隙中瓦斯擴(kuò)散機(jī)理及動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)新模型[J]. 李志強(qiáng),劉勇,許彥鵬,宋黨育.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]應(yīng)力作用下煤儲(chǔ)層氣液兩相滲流實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王建美,馮增朝,毛瑞彪,趙東,蔡婷婷.  煤炭技術(shù). 2015(12)
[6]不同煤體結(jié)構(gòu)煤的吸附性能及其孔隙結(jié)構(gòu)特征[J]. 孟召平,劉珊珊,王保玉,田永東,武杰.  煤炭學(xué)報(bào). 2015(08)
[7]華北地區(qū)北部中—上元古界泥頁(yè)巖儲(chǔ)層特征及頁(yè)巖氣資源潛力[J]. 牛露,朱如凱,王莉森,白斌,王拓,崔金鋼.  石油學(xué)報(bào). 2015(06)
[8]μCT技術(shù)研究煤的孔隙結(jié)構(gòu)和分形特征[J]. 閻紀(jì)偉,要惠芳,李偉,康志勤,馮增朝.  中國(guó)礦業(yè). 2015(06)
[9]Seepage law and permeability calculation of coal gas based on Klinkenberg effect[J]. 王登科,魏建平,付啟超,劉勇,夏玉玲.  Journal of Central South University. 2015(05)
[10]低滲透煤層氣產(chǎn)氣通道滲流門(mén)限分析[J]. 張芬娜,李明忠,綦耀光,陳波,孟尚志.  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)

碩士論文
[1]灰分對(duì)氣化焦裂紋孔隙的影響研究[D]. 陳小凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]沁水盆地南部高階煤儲(chǔ)層CO2-ECBM流體連續(xù)性過(guò)程模擬研究[D]. 劉書(shū)培.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[3]沁水盆地南部煤儲(chǔ)層精細(xì)描述及物性主控因素分析[D]. 趙興龍.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2011



本文編號(hào)：3203919