六盘水煤田杨梅树向斜主要煤层孔隙结构特征研究

为查明六盘水煤田杨梅树向斜上二叠统主要煤层孔隙结构特征,对其进行系统采样,基于压汞、低温液氮吸附试验分析了煤层孔隙发育特征及影响因素,并初步优选有利层段。结果表明:压汞测试各煤层以小孔、微孔为主,且微孔比表面积占绝对优势;低温液氮测试多数煤层以小孔、中孔为主,比表面积占比以微孔、小孔最大;压汞曲线和吸附回线均可划分为3种类型,分别代表一定的孔隙形态和连通性;大致以镜质体反射率Ro,max=1.65%为界,压汞测得孔容和比表面积随煤级先升后降,与无机组分和干燥基灰分含量呈负相关,而Barrett-Joyner-Halenda(BJH)孔容和Branauer-EmmettTeller(BET)比表面积与各影响因素的关系呈正相关,2种试验结果与镜质组含量关系均不明显。经对比分析认为5-2、5-3、13-1、33、34号煤层具有煤层气开发的孔隙条件。     

合阳矿区煤体孔隙结构对瓦斯吸附-渗流特性影响的实验研究

为了研究合阳矿区煤体的孔隙结构对瓦斯吸附-渗流特性的影响,采用低温液氮吸附实验、压汞实验及扫描电镜实验相结合的方法测试了该矿区原生结构煤和软分层煤全孔径孔隙结构特征。结果表明:低温液氮吸附实验得出软分层煤样比原生结构煤样脱附曲线的拐点更加明显,软分层煤样含有更多的狭缝平板孔和墨水瓶孔孔隙。压汞实验测得软分层煤样总孔容是原生结构煤样总孔容的2倍多,应力破坏作用使得软分层煤样中孔、小孔及微孔孔容增大,而大孔孔容减小。扫描电镜实验显示软分层煤的储层物性发生了改变、惰质组破裂产生角砾且孔隙表面有多个气孔密集发育。通过分析得出,合阳矿区煤体孔隙结构中多以微孔和小孔为主,利于煤层瓦斯吸附而不利于渗流扩散。     

黄陵矿区2~#煤层孔隙特征的实验研究

为了研究黄陵矿区2~#煤层煤岩孔隙特征,采集了黄陵矿区二号煤矿侏罗系延安组2~#煤层样品,通过肉眼挑选出宏观煤岩组分中的镜煤和暗煤,分别进行压汞和低温液氮吸附实验。结果表明,黄陵矿区2~#煤层镜煤主要以小孔和微孔为主,中孔次之;2~#煤层暗煤主要以中孔、小孔为主,微孔次之。孔隙特性有利于煤层气资源的勘探开发。     

山阳井田构造煤与原生结构煤的孔隙特征差异

为了研究山阳井田构造煤与原生结构煤的孔隙特征差异,对山阳井田构造煤与原生结构煤样品分别进行压汞、低温液氮吸附、扫描电镜等实验,结果表明与原生结构煤相比,构造煤的孔隙度、孔容、比表面积增大,其中大孔孔容、比表面积减少,中孔、小孔及微孔孔容、比表面积增大;构造作用促使构造煤中的惰质组破裂产生角砾,外形多呈不规则,尖角直棱,角砾之间没有位移或位移量很小,角砾孔多为大孔级孔隙,角砾孔大小以2μm左右居多,且连通性较好,相对有利于煤层气资源勘探开发。     

黔西月亮田矿区YV-1井煤储层孔隙特征研究

利用压汞试验和低温氮吸附试验,研究了黔西月亮田矿区YV-1井6个主要煤层煤样的孔隙特征。压汞试验结果表明:该区煤储层孔容和孔隙度均较小,以吸附孔隙为主,具有微孔和小孔发育、大孔较发育、中孔最不发育的双峰结构孔隙特征;各煤层间不同类型孔隙孔容含量及压汞曲线形态相近,渗流孔隙多为具备一定连通能力的开放孔。低温氮吸附试验表明:煤样比表面积较大,有利于煤层气的聚集,但吸附孔隙中存在较多的一端封闭的不透气性孔和墨水瓶状孔,吸附孔之间的连通性较差,不利于煤层气的解吸和开发。     

山阳井田粉煤与原生结构煤孔隙特征对比研究

采集山阳井田5#原生结构煤与粉煤样品,分别进行扫描电镜、压汞实验、低温液氮吸附实验,对2种煤的孔隙特征进行对比研究。研究表明:中孔孔容比增长最快、小孔次之,微孔孔容比减小;微孔比表面积比增加,小孔和中孔比表面积比减小,有利于煤层气的吸附与储存;构造作用破坏了小孔与中孔的半开放性,使其孔结构变为开放性孔,同时也使一部分孔封闭成为"死孔隙",增加了孔隙结构的复杂性,但粉煤显微构造发育,附加微裂隙多,气体通道连通性强,同时变质气孔发育,导致渗流孔隙显著恢复,一定程度上提高煤储层的透气性,改善煤层孔隙的连通性。     

高阶原生煤与构造煤的孔隙及分形特征研究

为了研究高阶原生煤和构造煤的孔隙结构与分形特征，采用压汞法、低压N₂吸附法和低压CO₂吸附法对所选的煤样进行了研究，比较了原生煤与构造煤之间的孔径分布、孔容和比表面积、孔型和连通性以及分形维数差异。结果表明：构造煤以开放型孔为主，并比原生煤具有更好的连通性；原生煤和构造煤二者的Dubinin-Radushkevic(D-R)和微孔比表面积之和都占到了总比表面积的99%以上，从而为瓦斯的吸附提供了更多的空间；构造煤较大的孔容和比表面积造成其高瓦斯含量的特征；构造煤渗流孔孔隙简单，吸附孔孔隙结构复杂性较低，孔隙表面相对光滑，提高了瓦斯在孔隙中的运移能力。     

大佛寺井田煤储层孔隙特征研究

为了研究大佛寺井田煤样孔隙特征,采集大佛寺井田4#上煤层煤样,选取4#上煤层宏观煤样组分中的镜煤和暗煤,分别利用压汞试验、扫描电镜和低温吸附等方法对其进行测试。结果表明:大佛寺井田4#上暗煤以微孔和小孔为主,4#上镜煤以小孔和中孔为主,4#上镜煤和4#上暗煤都具有比较强的煤层气吸附能力,4#上镜煤的孔隙连通性较好,以开放型孔为主,4#上暗煤则主要以半封闭型的孔隙为主。扫描电镜结果表明大佛寺井田4#上暗煤可观察到煤表面存在一定数量的次生孔隙,但是整体孔隙的连通性较差。但4#上镜煤相比于4#上暗煤孔隙发育较好,清晰可见煤中出现了多道微裂隙和碎屑状的镜质体。综合来看,大佛寺井田4#上暗煤有助于煤层气的聚集,相对于暗煤而言,4#上镜煤利于煤层气的解吸和开发。     

基于压汞、低温N_2吸附和CO_2吸附的构造煤孔隙结构表征

我国煤层受多期次构造运动影响构造煤普遍发育,构造煤孔隙大小分布尺度较广(毫米～纳米级),孔隙结构较为复杂。不同尺度的孔隙结构控制着煤层气的吸附-解吸(孔隙表面)、扩散(纳米级孔隙)与渗流(微米～毫米级孔隙)等过程,是影响煤层气储存与运移的重要因素。为研究构造煤不同尺度孔隙结构的分布特征与演化规律,在潞安矿区采集4种破坏类型煤样,利用压汞法、低温N_2吸附法及CO_2吸附法分别测试了煤样的孔隙分布特征,对比分析了各测试方法的优势孔径段,提出利用CO_2吸附法表征构造煤微孔(2 nm)、低温N_2吸附法表征介孔(2～50 nm)、压汞法表征大孔结构(50 nm)的孔隙结构多尺度联合表征方法。实验结果表明所采煤样的孔容和孔比表面积均主要分布在微孔阶段,在0. 6 nm左右时的孔隙孔容量和孔比表面积达到最大,其中微孔容占总孔容的70%以上,微孔孔比表面积占总孔比表面积的99%以上,煤中孔容和孔比表面积分布存在微孔大孔介孔的规律。分析构造煤孔隙特征与煤体破坏类型的关系,随煤破坏程度增加,孔容和孔比表面积逐渐增高,大孔孔容比及介孔孔容比逐渐增大,微孔孔容比逐渐减小;孔容增幅主要体现在大孔阶段,比表面积增幅则主要体现在微孔阶段。其中大孔演化主要受控于角砾孔、碎粒孔及摩擦孔等外生孔,介孔演化受控于煤的大分子堆叠结构及分子间距,微孔演化主要受控于煤中芳香层片大小及排列方式。     

基于压汞法的赵庄矿不同煤体结构煤的孔隙特征研究

选取赵庄矿3号煤层4种不同煤体结构煤的煤样,采用压汞法研究分析其煤体孔隙特征。实验表明,随着煤体破坏程度的增大,大孔孔容占比呈下降趋势,中孔、小孔孔容占比呈上升趋势,煤岩渗透性随之减小。原生结构煤、碎裂煤存在相当数量的封闭孔或孔径在纳米级以下,孔隙连通性差;碎粒结构煤孔隙连通性稍好,退汞效率在4种煤体结构中最高。     

贵州矿区煤孔隙结构及其等温吸附特性研究

为完善贵州矿区煤孔隙结构及瓦斯吸附特性,促进煤层气的抽采和防治煤与瓦斯突出,以贵州矿区4个不同矿井煤样为研究对象,利用扫描电镜、压汞和等温吸附等手段进行测试。结果表明:贵州煤大量发育裂隙和次生孔隙,这些裂隙和孔隙是煤层瓦斯的吸附场所和流通通道;贵州煤的孔容在0.146 8~0.228 9 m L/g之间,孔比表面积在15.434~18.260 m~2/g之间,平均孔径在33.4~51.4 nm之间,煤中大孔及裂缝是孔体积的主要贡献者,5~10 nm之间的孔隙是煤比表面积的主要贡献者,煤中开放孔较少,孔隙连通性一般;瓦斯的吸附能力与孔体积、孔比表面积具有良好的正相关性,Langmuir单分子层吸附方程适合煤对甲烷的吸附。     

新疆和什托洛盖盆地西山窑组低阶煤孔隙结构特征

基于低温氮吸附试验,从吸附-脱附曲线形态、孔径分布和FHH分形特征等方面分析了新疆和什托洛盖盆地西山窑组低阶煤孔隙结构特征,并从镜质体反射率、煤岩显微组分、工业分析组分方面探讨了煤孔隙结构与煤质之间的关系。结果表明:孔隙类型以微孔和小孔为主,孔隙形态多以"墨水瓶"状孔和开放型孔为主,存在少量一端封闭型孔;孔隙分形维数越大,孔隙比表面积和孔容越大,平均孔径越小,孔隙系统越趋于复杂;孔容和BET比表面积随惰质组含量增加而增大,随镜质组含量增加而减小,二者与矿物质含量关系整体呈不对称的"V"字形,在矿物质含量为1%处转折。此外,镜质组反射率、水分和灰分的增加,降低了孔容和BET比表面积。     

开平煤田南东翼深部煤层孔隙特征研究

采集了开平煤田南东翼3对矿井深部不同煤体结构的8个煤样。基于压汞试验,结合数理统计理论,绘制了煤样各孔径阶段的孔容累积曲线与概率值累积曲线,分析了煤样的孔隙结构特征。研究表明,碎粒煤与原生结构煤的孔隙结构及连通性有很大差异,碎粒煤大孔隙较原生结构煤发育,而中孔所占百分比小于原生结构煤。     

沁水盆地高家庄区块煤储层的孔隙特征

基于煤的孔隙特征在煤层气生产中的重要性,采用了压汞试验和低温氮吸附试验对沁水盆地高家庄区块煤层煤样进行了研究.压汞试验结果表明:该区煤储层具有小孔发育,大孔和微孔较发育,中孔最不发育的双峰结构孔隙特征;该区各煤样中的微孔孔容含量相近,变化不大;在各样中小孔孔容不仅含量最多,而且含量也相近;中孔孔容在各样中含量最少,且差异最大,大孔孔容在各样中含量差异也较大,但总孔容含量差异不是很大.低温氮吸附试验表明:煤样微孔比表面积差异巨大,最大差异达到6.3倍,各煤样中的小孔比表面积差异也较大,反映出各煤样吸附能力差异较大.     

松藻矿区原生结构煤与构造煤物性差异研究

为了研究重庆松藻矿区原生结构煤与构造煤的物性差异,采用压汞法、等温吸附实验等研究了不同煤体结构煤物性差异。结果表明:随着煤破坏程度增加,真密度、孔隙度、水分M_(ad)、灰分A_d、挥发分V_d均呈先减小后增大趋势,碎裂煤最小;构造作用对煤的不同孔径容积均有影响,总孔容呈降低趋势,但均以微孔为主;原生结构煤以开放孔为主,连通性好;构造煤存在半封闭孔隙(墨水瓶孔),连通性差;与原生结构煤和碎粒煤相比,碎裂煤吸附量较低。     

平山矿煤的微观结构分析

煤的微观结构影响着瓦斯的赋存,研究煤的微观结构有利于了解煤与瓦斯突出的规律。为了分析平山矿煤的微观结构,选取3号煤层为研究对象,通过扫描电镜和压汞实验分析煤中孔隙的形态和孔径大小,结果表明,孔隙形态有变质气孔、植物组织残留孔、颗粒间孔、胶体收缩孔、层间孔和矿物溶蚀孔,煤体呈碎屑状,微孔所占比例最大,各类孔隙都较发育。     

基于孔容和内比表面积分析的焦煤孔隙结构性差异研究

为探究煤的吸附孔结构对瓦斯放散特性影响机理,选择原相煤矿02、2号煤层原生煤及碎粒煤煤样,进行压汞法及低温氮吸附试验,来获得煤的孔容、比表面积等重要孔隙结构信息,并为确定工作面预测的煤层发生煤与瓦斯突出敏感指标、临界值和判定工作面突出危险性提供主要依据。     

基于压汞法的宏观煤岩组分孔隙结构差异性研究北大核心

为了研究不同宏观煤岩孔隙结构及其差异性,采集了黄陇煤田和晋城矿区的8组煤样,对宏观煤岩组分中的镜煤和暗煤剥离处理,采用压汞实验方法并借助分形理论研究了镜煤和暗煤的孔隙结构差异性。研究结果表明:镜煤和暗煤压汞曲线形态差异明显;镜煤相比暗煤具有进汞饱和度和排驱压力低,退汞效率和中值压力高的特点;镜煤具有大孔和微裂隙发育且孔隙分选性好的特点,孔隙形态以半封闭型为主,具有较强的渗透能力,但大孔和小孔之间的联通性较差;暗煤孔隙结构具有平均孔径大,尤其是200 nm左右的扩散孔较为发育,致使大孔和小孔之间的孔隙联通性好,孔隙形态以开放型为主,具有较强的扩散能力;暗煤分形维数D2整体上要高于镜煤,说明暗煤大孔径段孔隙结构较镜煤复杂;镜煤和暗煤在煤层中呈互层状产出更有利于增强孔隙联通性,提高煤储层的解吸、扩散和渗流能力。     

构造煤与原生结构煤孔隙特征及瓦斯解吸规律试验

为了研究卧龙湖矿8煤层构造煤与原生结构煤孔隙特征及瓦斯解吸规律,分别采用压汞法和解吸试验对4组煤样进行试验研究。试验结果表明:构造煤中孔和大孔孔容所占比例高于原生结构煤,构造作用对煤的中孔和大孔有明显的改造效果,而且可能产生新的微孔和小孔;构造煤微孔和小孔的比表面积和分别占总比表面积的98.85%和98.74%,原生结构煤微孔和小孔的比表面积和分别占总比表面积的99.52%和99.37%,表明微孔和小孔决定煤的比表面积,构成煤层瓦斯的主要吸附空间;同时构造煤瓦斯解吸能力显著强于相同煤阶的原生结构煤,原因在于构造煤含有较多的中孔和大孔,为瓦斯的运移提供了通道。构造作用对煤的孔隙结构改造进而影响煤的解吸性能,增加了煤与瓦斯突出的危险性。     

基于分形维数的原生煤与构造煤孔隙结构特征分析

以大宁煤矿3 #煤层的原生煤和构造煤为研究对象,以压汞实验结构为基础并结合分形维数理论,对原生煤和构造煤的孔隙结构特征进行了对比分析,研究发现:构造煤的进汞总量是原生煤的3倍左右;原生煤无滞后回线,孔隙形态主要以管状或者平板型孔为主;构造煤有明显滞后回线,孔隙形态以“墨水瓶”似的孔为主;原生煤只有一个突破压力,构造煤却有两个;原生煤分形维数特征关系曲线存在着一个突变点,而构造煤则存在两个突变点.综上可知,构造煤内孔隙结构更复杂、连通性更差,瓦斯更难运移,并且更容易遭受破坏.