无烟煤液氮吸附测试的粒度效应

煤的粒径大小对其孔隙结构会产生一定影响,从而改变其吸附性能。基于液氮吸附实验的基础上,对比分析不同粒径无烟煤的阶段孔容、阶段比表面积与孔径的分布关系,找出一定关系并解释其影响机理。结果表明较大的粒径(10 mm、6 mm)无法真实反映无烟煤煤中的孔隙结构;而粒径0.42 mm时无烟煤孔隙系统遭受破坏,特别是对孔径6 nm的孔隙破坏更甚;5~1mm粒径能较真实的反映无烟煤的孔隙结构。样品破碎过程中微裂缝的产生使孔径6 nm的孔隙与微裂缝沟通转变为缝宽6 nm的微裂缝,导致孔径6 nm孔隙的孔容、比表面积减小;另一方面孔喉的割裂将封闭孔转变为半封闭孔或开放型孔,致使孔径6 nm孔隙的孔容、比表面积增大。     

过渡相煤系泥页岩纳米级孔隙结构非均质性表征及主控因素——以淮南煤田二叠系为例

纳米级孔隙是煤系页岩气赋存的重要场所,具有很强的非均质性。为了研究海陆过渡相煤系泥页岩储层孔隙结构非均质性,对淮南煤田二叠系山西组和下石盒子组泥页岩钻孔岩芯样品进行总有机碳、镜质体反射率、全岩和黏土X射线衍射分析、场发射扫描电镜及低温液氮吸附实验,获得泥页岩有机地球化学、矿物组分、孔隙结构参数,采用孔隙结构相对偏差、FHH分形模型来评价储层孔隙结构非均质性及主控因素。结果表明:储层孔隙类型以黏土矿物片层间的平行板状孔、狭缝状孔及粒间的锥状孔为主,孔隙尺度主要为介孔,其次为微孔和宏孔;孔隙结构具显著分段分形特征,由于与煤储层高度相似而划分为渗透孔隙(r＞7.5 nm)和吸附孔隙(r≤7.5 nm),渗透孔隙复杂程度强于吸附孔隙;微孔越发育,孔容越小,比表面积越大,分形维数越大,孔隙结构越复杂,非均质性越强;过渡相煤系泥页岩储层孔隙结构非均质性主要受控于不同沉积环境及成岩演化下矿物组分差异,随着黏土矿物含量的增加和脆性矿物含量的减小而增大;与下石盒子组相比,山西组黏土矿物含量更低,导致分形维数较低,孔隙结构复杂程度偏弱,比表面积和平均孔径的相对偏差较小,孔隙分布较均匀,非均质性相对弱,对页岩气的储存、解吸和扩散更有利,可考虑优先开采。