【摘要】：煤變質(zhì)程度是控制煤儲(chǔ)層物性的關(guān)鍵因素,不同煤階煤儲(chǔ)層孔裂隙發(fā)育特征存在較大差異。以鄂爾多斯盆地東緣山西組煤層為例,基于SEM、熒光顯微觀察、壓汞、低溫液氮吸附、低場(chǎng)核磁共振和X-CT掃描三維重構(gòu)等實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段,研究不同煤階煤儲(chǔ)層物性特征及變化規(guī)律,揭示煤變質(zhì)程度對(duì)孔裂隙發(fā)育的控制作用規(guī)律。研究表明:隨著變質(zhì)程度增高,煤中植物組織孔、粒間孔等原生孔隙減少而氣孔等次生孔隙增加;孔隙度呈"減小—增大—減小"的波狀變化,大中孔比例先減小后趨于穩(wěn)定,微小孔比例變化趨勢(shì)與之相反;吸附孔孔徑增大,BJH總孔體積和BET比表面積減小,孔隙結(jié)構(gòu)趨于均一而孔隙表面先變粗糙后逐漸光滑;煤中裂隙先減少后增加,裂隙性質(zhì)逐漸變好,裂隙排列逐漸規(guī)則化。
【圖文】：

度反彈，直到ＲＯ值大于１．３％時(shí)，孔隙度出現(xiàn)降低趨勢(shì)。煤的孔隙度隨鏡質(zhì)組反射率的波狀變化說(shuō)明了煤變質(zhì)作用對(duì)孔隙影響較為復(fù)雜。當(dāng)ＲＯ值介于０．５％～１．０％之間時(shí)，煤化作用中發(fā)生瀝青化作用和第一次躍變，加之物理壓實(shí)作用增強(qiáng)，導(dǎo)致煤巖孔隙度迅速減小。ＲＯ值大于１．０％以后，隨著煤變質(zhì)作用的進(jìn)行，生烴作用導(dǎo)致氣孔大量產(chǎn)生，使煤巖孔隙度出現(xiàn)一定程度增大，當(dāng)ＲＯ值大于１．３％以后，隨著煤化作用第二次躍變和脫水作用的完成，煤巖孔隙度再次下降。圖４煤的孔隙度與鏡質(zhì)體反射率ＲＯ的相關(guān)關(guān)系Ｆｉｇ．４Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｏａｌｐｏｒｏｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｃｏａｌｖｉｔｒｉｎｉｔｅｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ２．３孔隙結(jié)構(gòu)２．３．１孔徑分布煤的孔隙孔徑分布較廣，包括微孔、小孔、中孔和大孔等，因此需要結(jié)合多種測(cè)試手段分析不同孔徑的孔隙，本文中結(jié)合壓汞方法和低溫液氮吸附方法進(jìn)行綜合研究，孔隙分類(lèi)采用國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的霍多特［１６］的分類(lèi)方法，即大孔（＞１０００ｎｍ）、中孔（１００～１０００ｎｍ）、小孔或過(guò)渡孔（１０～１００ｎｍ）、微孔（＜１０ｎｍ）。（１）壓汞孔徑分布。鄂爾多斯盆地東緣山西組煤樣壓汞實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，進(jìn)汞飽和度總體偏低，分布在１５．５５％～５４．４４％之間，多為３５％以下，僅準(zhǔn)格爾地區(qū)為５０％以上，退汞效率為３５．５９％～６８．１０％，孔隙連通性整體較差（表１）。孔隙構(gòu)成以微小孔（＜１００ｎｍ）為主，，所占比例為６４．８２％～９１．５０％，其次為大孔，為

緣山西組不同煤階樣品低溫液氮吸附實(shí)驗(yàn)的孔徑分布如表２所示，孔徑分析表明，煤樣中吸附孔隙中以微孔、小孔為主，所占比例分別為２．６４％～６１．５４％、３０．７７％～７２．７２％，中孔次之，占７．６５％～３７．３１％，以ＲＯ＝１．５８％左右為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，中、小孔呈“凸”字型變化，先增大后減小，微孔變化趨勢(shì)與之相反，呈“凹”字型變化，先迅速減小，后期小幅增高（圖６）。圖５壓汞孔徑分布與煤變質(zhì)程度的關(guān)系Ｆｉｇ．５Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｍｅｒｃｕｒｙｉｎｔｒｕｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏａｌｖｉｔｒｉｎｉｔｅｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ表２不同煤階煤樣低溫液氮吸附實(shí)驗(yàn)孔徑分布Ｔａｂｌｅ２Ｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｎｋｓ地區(qū)ＲＯ／％孔徑分布微孔／％小孔／％中孔／％河曲０．６４３６．８５４４．４９１８．６６河曲０．６８３８．２７５０．５２１１．２０河曲０．７１３７．０３５５．３２７．６５柳林１．２３２９．２０５５．８８１４．９２交口１．３７１６．５５６６．６８１６．７６交口１．４３５．６５６１．２５３３．１１石樓１．５８２．６４６０．０５３７．３１韓城１．６１９．０９７２．７２１８．１８韓城１．６８１６．６７６６．６７１６．６７韓城１．７８６１．５４３０．７７７．６９韓城１．８０３７．５０５０．００１２．５０韓城１．８１１６．６７６６．６６１６．６７２．３．２吸附孔
【作者單位】： 西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院;中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院;西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院;
【基金】：國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(編號(hào):201311015-01) 西安科技大學(xué)博士科研啟動(dòng)金項(xiàng)目(編號(hào):6310116056);西安科技大學(xué)科研培育基金項(xiàng)目(編號(hào):201723)聯(lián)合資助
【分類(lèi)號(hào)】：P618.1

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本文編號(hào)：2545604