沁水盆地东南部高阶煤孔隙分形特征及意义

为研究有利于煤层气勘探开发的煤储层孔隙结构特征,以沁水盆地东南部寺河矿和赵庄矿的晚古生代高阶煤为研究对象,基于低温氮吸附数据,运用孔隙分形研究方法,揭示高阶煤中综合分形维数与孔径分布、镜质组反射率、兰氏体积与兰氏压力之间的关系。研究表明,沁水盆地南部高阶煤在不同孔径段内的孔隙具有明显的分形特征,煤样综合分形维数分布在2.47~2.97;煤样的综合分形维数与煤镜质组反射率具有正相关性,即煤样孔隙的粗糙度随着镜质组反射率的增高而变得更加粗糙;综合分形维数随着比表面积、总孔容、微孔及过渡孔孔容所占比例增加而增大,而随着中孔孔容所占比例的增加而减小。综合分形维数可以反映高阶煤的煤层气开发状况,即高阶煤中煤的综合分形维数越高,越有利于煤层气的开发。     

页岩孔隙综合分形特征及其影响因素分析

为研究页岩的孔隙结构,从而对页岩的孔隙分形特征作全面的表征,分别利用基于高压压汞实验数据的Menger海绵模型和基于低温液氮实验的FHH等温式分形模型对不同孔径段的孔隙进行分形拟合,计算其分形维数。以不同孔径段的孔隙体积比作为加权值,计算了页岩样品的综合分形维数;将页岩的综合分形维数与总有机碳质量分数(TOC)和矿物成分质量分数(黏土矿物和脆性矿物)做相关性分析,发现总有机碳质量分数(TOC)是影响综合分形维数的主要因素,随着总有机碳质量分数(TOC)的增加,使得页岩具有更大的综合分形维数,孔隙结构变得复杂,孔隙表面变得粗糙,为页岩气提供更多的吸附点位。通过综合分形维数可以定量评价储层孔隙的复杂程度和非均质程度,为储层评价和页岩气的吸附研究提供思路。     

煤体纳米级孔隙低温氮吸附特征及分形性研究

为了研究不同煤级煤体纳米级孔隙结构特性,通过低温氮吸附法对宿州邹庄矿、平顶山八矿、鹤壁九矿的8组煤样进行对比实验,分析了煤孔隙结构特性,并运用孔隙分形几何学理论基础建立FHH模型,揭示了煤的变质程度和破坏程度对煤孔隙结构差异的影响。结果表明:(1)不同变质程度的煤,其吸附能力与变质程度并不呈线性关系,与共生原生结构煤相比,构造煤的平均孔径普遍较小,但其孔比表面积较大,且构造煤吸附能力明显强于原生结构煤。(2)不同煤级煤的分形维数D大小并不随着煤化程度的升高而呈规律性的线性变化,构造变形作用促使构造煤孔隙结构复杂化。(3)分形维数D越大,表明煤体孔隙结构越复杂,煤体孔比表面积及其吸附量也较大。(4)分形维数与平均孔径呈反比。     

煤储层孔、裂隙系统分形研究

对煤层、煤样进行了宏观裂隙及显微裂隙的连续系统观测、统计,计算了煤中各级别裂隙的面密度维数;根据压汞法测出的煤中不同孔径段的连续比孔容数据,计算了煤中孔隙体积的分形维数。分析了分形九与煤层的孔、裂隙发育程度和煤变质程度的关系。为评革层气的吸附与解吸、扩散与渗流、煤与瓦斯突出预测及煤层有效渗透率估算提供了一种更加精确的方法。     

基于低温液氮吸附实验的变形煤孔隙分布及其分形特征

选择平顶山十二矿和焦作中马村矿不同煤体结构的肥煤和无烟煤进行低温液氮吸附实验,分析研究变形煤的孔隙特征及其分形特征.研究表明,过渡孔和微孔是煤层气吸附发生的主要场所,其中微孔起着重要作用;分形维数反映了煤的煤化程度,即分形维数越大、煤化程度越深;分形维数表征孔容按孔径大小变化的分布特征,且分形维数与孔容含量有较好的相关关系.     

煤的裂隙结构分形特征与分形渗流模型研究

利用工业CT扫描实验系统对煤样进行了无损扫描,获取了煤样内部裂隙结构的发育程度与分布特征;基于分形理论计盒维数法的计算原理与煤样CT二维断面图的图像数据,利用MATLAB软件计算了煤样裂隙结构的二维分形维数,结合二维分形维数与三维分形维数之间的理论关系,得到了煤样裂隙结构的三维分形维数,分析了分形维数与煤样内部裂隙结构发育程度之间的关系;在此基础上,结合渗流理论,建立了煤的分形渗流模型.研究结果表明:分形维数可有效反映煤样内部裂隙结构的发育程度,分形维数越大,裂隙越发育;所建的分形渗流模型是准确合理的,可用于预测煤的渗透性.研究结果可为煤层瓦斯抽采和煤矿安全生产提供理论支撑.     

黔西响水井田XV-1井主采煤层孔隙结构及分形特征

基于压汞实验,分析黔西响水井田XV-1井8个煤样的孔隙结构及分形特征,揭示孔隙结构参数之间的相互关系。煤储层孔隙系统具有3个特征:(1)瘦煤煤层孔隙度条件明显优于贫煤煤层,瘦煤煤层平均孔隙度为12.38%,渗流孔隙平均孔容含量达70.59%,孔喉连通性好,对煤层气开发极为有利。(2)孔隙度与孔容、渗流孔隙孔容含量及孔喉直径均值均呈正相关关系,与总退汞效率呈负相关关系,且不同孔径段的退汞效率存在明显差异。(3)不同煤样孔隙体积分形下限存在差异,分形下限与孔隙度具有负相关关系。     

基于低温氮吸附实验的页岩储层孔隙分形特征

为研究页岩储层孔隙结构特征,以重庆南川三泉剖面泉浅1井、綦江观音桥剖面、涪陵B井和石柱打风坳剖面等龙马溪组页岩储层样品为例,通过低温氮吸附实验数据建立FHH分形模型,讨论分形维数与孔隙结构参数、TOC质量分数的相互关系.结果表明:样品孔隙以微孔为主,孔径分布集中在40nm以下,具有明显的分形特征,分形维数介于2.760~2.850之间,相关因数大多超过0.99,反映复杂的孔隙结构与较强的非均质性;部分样品显示明显的双重分形特征,以甲烷分子自由程为界可将纳米孔分为渗透孔隙和吸附孔隙,吸附孔隙阶段分形维数变化范围在2.881~2.917之间,渗透孔隙阶段分形维数变化范围在2.791~2.823之间;孔隙体积和平均孔径与分形维数具有负相关性,BET比表面积与分形维数呈明显的正相关关系,即平均孔径越小、孔隙体积越小、BET比表面积越大,分形维数越接近于3;TOC质量分数也与分形维数呈明显的正相关关系,是分形维数的重要影响因素.通过分形维数可以定量评价储层孔隙的复杂程度和非均质程度,为储层评价和页岩气在纳米孔隙中的赋存和运移机理研究提供思路.     

鹤岗煤田构造煤孔隙分形特征

基于鹤岗煤田北部区块典型构造煤样的低温氮吸附实验数据,分析不同变形程度下构造煤的分形维数与孔隙系统结构和气体吸附能力的关系.结果表明,受变形程度影响,碎裂煤和碎粒煤的孔隙系统发生变化,导致低温氮吸附、解吸曲线表现出不同形态.在相对压力为0.5~1.0时,分形维数可以有效表征碎裂煤与碎粒煤的孔隙结构和吸附能力.随着分形维数变大,煤岩变形程度增加,微孔含量增加,孔径变小,比表面积增大,孔表面粗糙度增加,使得煤岩孔隙系统复杂化,最终煤岩吸附能力增强.因此,煤岩孔隙分形维数可以表征煤岩孔隙结构和吸附能力.     

鄂尔多斯盆地东缘煤储层渗流孔隙分形特征

基于压汞试验,分析了鄂尔多斯盆地东缘14个矿区56件煤样储层孔隙的分形特征,通过分维数与煤储层渗透性的比较,得出孔隙体积分维数与煤储层渗流孔隙的渗透性关系.结果表明,煤储层压汞孔隙分形尺度为孔直径86 nm～1 000μm,体积分维数2.75～3.24,在区域分布上呈自北向南降低的趋势,与煤变质程度、灰分、矿物含量呈负相关关系,与水分、中孔含量及视孔隙度(>5%)呈正相关关系.储层渗透性的分形表征与分形维数、分形尺度及分形孔隙的分布连通性多因素相关,但在储层孔隙率较低的情况下,分形孔隙的分布连通情况对渗透性起决定性作用.     

APPLICATION OF COMPUTER NUMERICAL METHOD IN PORE STRUCTURE CALCULATION

This paper compares the results Of calculat-ing pore structure and graphing differential and integralpore size distribution by hand and Computer,and presents thatlagrangian interpolation uesd by calculating pore structure issuitable and reliable.     

煤储层基质孔隙和割理孔隙的特征及孔隙度的测定方法

以河南安阳和山西柳林两处试验勘查区及附近矿井煤样为例,对煤储层和基质孔隙和割理孔隙特征分析进行了研究,并对孔隙度的测定方法作了探讨。基质孔隙和割理孔隙构成煤储层的双重孔隙介质结构．割理孔隙度一方面随围压增加有降低的趋势,另一方面随孔隙压力降低,气体解吸引起的基质收缩,又有增加的趋势．通过分析实验室条件下,水饱和与气驱水过程基质孔隙的毛管力和润湿性,结合国外学者对气驱水条件下割理内是否有残余水所做的实验,综合分析,认为气驱水法是测定割理孔隙度唯一可行的方法．基质孔隙度只能由总孔隙度和割理孔隙度间接求取．     

高孔隙度砂岩储层中砂体成因类型、孔隙结构与渗透率的关系

在高孔隙度砂岩储层中，由于孔隙类型多样化、结构复杂、孔隙度与渗透率的相关性较差，给渗透率的预测带来较大的困难。从沉积学入手，利用砂体成因分析和储层各种微观测试手段（铸体薄片、压汞分析和显微图象分析等），结合数理统计方法，找出砂体成因类型、孔隙结构和渗透率之间的对应关系。砂体沉积时，沉积环境（水动力条件）控制了砂岩中孔喉等效半径分布规律。其中，粗喉（１０～６０μｍ）体积分数是决定高孔隙度砂岩储层渗透率的关键所在。根据砂体成因类型可以预测其孔喉等效半径和相应渗透率值的经验数据     

川中侏罗系凉高山组油藏储层孔隙结构特征

碎屑岩储层的孔隙特征是油气藏精细描述、储层综合评价的重要内容。通过对川中地区凉高山组储层的孔隙类型及孔隙结构的研究。将研究区凉高山组储层孔隙类型划分为原生残余粒间孔、次生粒间溶蚀孔、粒内溶孔、杂基内溶孔、晶间孔和微裂缝;将孔隙结构归纳为a、b两种类型,a型曲线代表凉高山组较为有利的储层类型,b型曲线特点则相反。     

基于模糊群子论的建筑石膏硬化体孔结构试验与分析

为了探讨模糊群子论模型在多孔材料中孔结构的评价作用及适用性,针对建筑石膏硬化体孔结构的不确定性,依据模糊群子论特有的多层性、模糊性和最可几性能,分析了其与建筑石膏硬化体孔隙率、孔分布和最可几孔径之间的逻辑关系．采用表观密度方法测定了不同（质量）水膏比下建筑石膏硬化体的孔隙率,采用氮吸附法和压汞法对不同水膏比条件下形成的硬化石膏体,进行孔分布和最可几孔径测试．结果表明:不论用哪种测孔方法,在孔径最可几分布测试的基础上,通过模糊群子论方法,可以获得不同水膏比对应下建筑石膏硬化体中孔径大小竞争参数．对于多孔材料而言,采用模糊群子论模型可对复杂的孔结构进行定性及定量分析,有助于研究多孔材料吸放湿机理与传热传质的作用．     

适用于微传感器的纳米多孔铝膜的制备研究

在单晶硅表面溅射铝,采用两步阳极氧化法制备纳米多孔铝膜。研究了电解液种类、阳极氧化时间、扩孔时间对孔的结构与形貌的影响。结果表明,与硫酸和磷酸相比,草酸是制备纳米孔阵列的相对方便与可靠的电解液;第二步阳极氧化时间对孔的均匀性及孔深度影响较大,对平均孔径的影响较小;扩孔时间的长短对孔径大小及孔的均匀性均影响显著。     

利用LAngmuir体积评估页岩中有机质孔隙尺寸的新方法

依据LAngmuir单层分子吸附原理,假设有机孔隙为圆柱型或球型规则孔隙,提出新的有机质孔隙尺寸定量评估方法.实例计算表明,该方法计算所得有机孔隙孔径与BET、BJH、t-plot孔径分析法以及Monte CArlo模拟法所评价的页岩有机孔隙尺寸接近,使用相对简单.     

灰砂混凝土微孔结构的分数维初步研究

分数维几何是七十年代发展起来的一门数学分支,它用于描述高度不规则的物体表面性质。本文用分维来研究灰砂混凝土的微孔结构,研究表明,半径小于100A的微孔具有分数维性质。用压汞法测试了灰砂混凝土微孔的分数维,蒸压制度越强,分数维越小;水固比越大,分数维越大;钙硅比太大或太小都使其分数维增加。文中提出一个新的孔参数—均值孔径。     

Pore structure of new composite adsorbent SiO<Subscript>2</Subscript>·<Emphasis Type="Italic">x</Emphasis>H<Subscript>2</Subscript>O· <Emphasis Type="Italic">y</Emphasis>CaCl<Subscript>2</Subscript> with high uptake of water from air

A new composite adsorbent SiO₂·xH₂O·yCaCl₂ which is composed of macro-porous silica gel and calcium chloride is introduced. In order to analyze its adsorption theory, adsorption and desorption isotherms, BET surface areas, pore volumes and average pore diameters of macro-porous silica gel and four composite adsorbent samples with different CaCl₂ content are measured using SEM and Asap2010 apparatus. From the adsorption isotherms, desorption isotherms and lag loops, it can be deduced that the main pore structure in macro-porous silica gel and the new composite adsorbent have two shapes: taper with one top open and taper or hyperbolic taper with both ends open. Based on the analysis of pore diameter distribution and lag loop, a sketch map showing calcium chloride filled in pore of macro-porous silica gel is presented. The adsorption isotherms at 25°C are measured. Experimental results show that the new composite adsorbent can adsorb more water than common adsorbents (macro-porous silica gel, micro-porous silica gel and synthetic zeolite 13X). In the light of the results of pore structure, adsorption isotherms and lyolysis phenomenon are analyzed.     

Different Routes to the Pore Engineering of Spherical MCM-41

1　IntroductionSincethediscoveryoftheM4 1Smaterialsintheear ly 1990s ,manyresearchgroupshaveconcentratedtheirresearchonthesynthesis ,characterizationandapplicationoftheorderedmesoporousmaterials[1,2 ] .Poreengineeringofthesematerialsisoneofthemostremarkableresearchtopics.Manyworkshaveprovedthattheporesizeofthenanoporousmaterialscanbeengineeredinawiderangebetween 2and 10nmorevenlarger[3 -5] .Thismeetstheneedsofmanyapplications ,inwhichlargerporesizesaredesirablefortheinclusionoflargemolecules …