基于低场核磁共振技术的酸化煤样孔隙特征研究

为研究酸化作用后煤体的孔隙结构特征,采用低场核磁共振技术和X射线衍射实验方法,测试了高阶煤自然煤样和酸化煤样的孔隙结构和矿物含量,并根据分形理论对比研究了2种煤样孔隙的分形维数,探讨了酸化作用原理.研究结果表明:自然煤样和酸化煤样中微孔和过渡孔都占较大的比例;煤样酸化后,其孔隙率增大,最小孔径和最大孔径都变大;酸化作用...     

基于核磁共振技术的石灰岩孔隙结构特征研究

在某石灰石矿的爆堆(前冲和断面)两个不同位置区域进行了具有代表性的取样,采用核磁共振技术对爆破后的石灰石矿块进行测量,得到它的横向弛豫时间T_2分布、测量结果,并对石灰石的孔隙结构特征进行了分析。研究表明:岩石颗粒粒度的不同,引起了岩石核磁共振弛豫特性的差异。1号区域的平均孔隙度为0.856 4%,2号区域的平均孔隙度为0.715 1%,核磁共振成像显示岩石的孔隙结构特征,为孔隙结构分析提供了可靠依据,同时,岩石核磁共振特征的变化规律也为岩石微观结构和岩石损伤机理研究提供了试验数据。     

基于核磁共振的Fenton改性煤样孔隙特征实验研究

为了研究Fenton试剂改性后煤样孔隙特征的变化规律以及对煤岩渗透性的影响,基于低场核磁共振实验得到了不同煤级煤样经Fenton试剂改性前后煤样的T2弛豫时间谱,根据T2弛豫时间谱分析了Fenton改性煤岩孔隙特征的变化规律,结合实验煤样的渗透率测定实验,分析了Fenton试剂改性作用对煤样的扩孔和增透作用机理。研究结果表明:不同煤级的煤样经Fenton试剂处理后,煤样的微小孔隙发育扩展,微小孔隙与中大孔隙之间相互贯通形成大尺寸孔隙,甚至形成宏观小裂纹,增加了煤样的透气性,并使改性后煤样的渗透率明显增大。     

基于核磁共振技术的煤体微观孔隙结构研究

为了了解煤样的微观孔隙结构特征,应用核磁共振技术(NMR)对煤样孔隙类型、连通性、孔径分布等特性进行分析,结合X射线衍射(XRD)和计算机断层(X-CT)扫描测试结果探究了煤样的物相组成、矿物质成分及表观形貌特征。结果表明:测试煤样含有多种矿物质成分,主要为高岭石、方解石和黄铁矿等,矿物质主要夹杂在煤样割理系统中;NMR测试的横向弛豫时间T2谱呈典型的三峰曲线,依照0.5~5 ms,5~100 ms,和100 ms的弛豫时间区间可将煤样内部孔隙类型对应为吸附孔、渗流孔和扩散孔;所测煤样的T2截止值在10~20 ms之间,表明具有高度发育的微观孔隙和较为发育的中孔结构;NMR的测试结果与CT扫描的三维可视化分析结果相吻合,证实样品具有较高的非均质性。NMR技术能较好弥补CT扫描在微孔观测中的不足,呈现出更为具体的煤样内部微观孔隙特征。     

核磁共振技术对热解煤孔隙结构分形特征研究

为研究煤经过热处理后孔隙结构的变化,通过低场核磁共振(NMR)技术,获得不同温度处理的煤岩横向弛豫时间,根据不同横向弛豫时间的信号强度分析了不同孔径的孔隙含量,进而得出孔隙特征随温度的变化规律.利用体视镜获得表面的微观照片,以Matlab数字图像处理法辅助观察煤岩表面变化过程与加热后的现象.对核磁数据进行了分形分析,获...     

基于核磁共振与电阻率测井的煤储层孔隙性评价

针对实验方法获取孔隙度存在单点性和成本昂贵等问题,文章在核磁共振实验分析煤储层孔隙结构和探讨阿尔奇公式在煤层评价中适用性的基础上,创新性地提出了利用核磁数据校正电阻率资料求取的煤储层裂隙孔隙度,获得了电阻率资料有效评价煤储层裂隙孔隙度的方法,取得了较好的效果。实例工区的研究结果表明:该地区核磁T2谱呈现明显的双峰形态,左峰表示吸附孔隙,在离心前后变化小;阿尔奇法计算得到的孔隙度主要反映的是煤储层的裂隙孔隙度;通过核磁技术校正的煤储层裂隙孔隙度精度更高。     

鄂尔多斯盆地低阶煤孔隙瓦斯微观渗流特征

为了获取煤体真实微观孔隙结构,揭示孔隙系统中瓦斯的微观渗流特性,针对鄂尔多斯盆地低阶煤进行了X-rayμCT扫描实验,重构并表征了微观孔隙空间结构,对孔隙连通团进行了逆向优化和数值建模,开展了瓦斯微观渗流数值模拟,探讨了瓦斯微观渗流特性。结果表明:煤微观孔隙结构存在很强的非均质性,形状接近球形;孔隙形状因子与等效直径之间具有指数关系;羊场湾褐煤内部发育有大的微裂隙,而斜沟气煤内部微裂隙数量少,局部存在多个孔隙团;渗流孔隙大小并不是决定瓦斯渗流性能的唯一因素,更多依赖于其连通性;瓦斯压力在同一孔隙的非均匀性体现出渗流对方向的选择性。     

基于核磁共振弛豫谱技术的页岩储层物性与流体特征研究

页岩以纳米级孔隙为主,具有特殊的孔隙结构、复杂的岩石组成和超低的渗透性等特点,这给常规表征技术手段的应用带来了困难。基于对四川盆地龙马溪组海相页岩的低场核磁共振系统实验分析,提出了一套较为完善的针对页岩孔隙度、渗透率、孔隙类型、孔隙结构和甲烷吸附能力的精细定量表征技术,从理论和技术两个角度阐明了核磁共振弛豫谱技术在页岩储层物性与流体特征分析中的应用。结果表明:核磁共振技术可有效识别页岩的黏土束缚流体、毛管束缚流体和可动流体,并计算它们的孔隙度;提出的基于双T2截止值的页岩孔径划分方案可有效应用于评价页岩的储集和产出性能;提出的基于饱和流体和束缚流体双T2几何平均值的SDR渗透率计算模型在页岩渗透率预测方面具有较强的适应性;利用核磁共振技术可定量识别页岩中吸附态、孔束缚态甲烷和游离态,可获得样品的等温吸附曲线;利用核磁共振实验模拟页岩中注CO2后甲烷的相态变化过程,发现注CO2可有效提高页岩中吸附气的采收率。总体上,基于低场核磁共振的页岩储层物性和流体特征表征为页岩储层研究提供了一种全新的技术思路。     

煤储层微小孔孔隙结构的低场核磁共振研究

基于系列中高煤阶煤样的低温液氮吸附实验和低场核磁共振实验,系统分析了样品的吸附脱附曲线特征及孔径分布特征,通过对比分析获得了测试样品的核磁共振表面弛豫率,获得了核磁共振T2弛豫时间与煤的微小孔孔径分布之间的转换系数C。结果表明：对于研究煤样,高煤阶煤的吸附脱附曲线有明显拐点,中煤阶煤的吸附脱附曲线拐点不明显;高煤阶煤的表面弛豫率约为0.54×10-8 m/ms,而中煤阶煤集中在1.18×10-8 m/ms左右;进一步求得高煤阶煤的C值为1.62×10-8 m/ms,中煤阶煤的C值为3.54×10-8 m/ms;利用求得的C值计算得到基于核磁法的微小孔的赝孔径分布,发现赝孔径分布与采用BJH获得的孔径分布在形态和变化趋势上都具有高度一致性。     

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AFM的巫溪2井页岩储层孔隙特征研究

页岩储层孔隙是页岩气赋存和渗流的基础,但在其研究中很难将孔隙定量信息和页岩表面形貌相结合,且现有的孔隙定性、定量研究手段都存在自身的限制。为研究页岩储层孔隙特征,并将孔隙定量信息和页岩表面形貌结合,采用原子力显微镜（AFM）扫描页岩样品,利用NanoScope Analysis和Gwyddion两种软件对AFM数据进行分析,定性、定量地研究了巫溪2井龙马溪组页岩的孔隙特征,将部分结果同低温N2吸附试验所得结果进行了对比。巫溪2井龙马溪组页岩的均方根粗糙度在1.7～13.6 nm,平均粗糙度在1.3～10.7 nm,TOC（总有机碳含量）和均方根粗糙度的相关系数为0.8112,TOC和平均粗糙度的相关系数为0.900 8,页岩粗糙度受显微组分尤其是有机质组分的控制;页岩孔隙多为狭缝形孔、楔形孔,主孔段位于4～6 nm和14～50 nm,平均孔径在3.9～6.6 nm波动,介孔占70%以上;孔隙截面长宽比在1.5～3.1。利用原子力显微镜获得的孔隙形貌、IUPAC分类标准的各孔径范围内的孔隙占比、平均孔径和利用低温N2吸附试验获得的结果相近;AFM测定部分样品主孔段和低温N2吸附试验结果不...     

海拉尔盆地呼和湖凹陷低阶煤孔隙分形特征研究

为研究有利于煤层气勘探开发的煤储层孔隙结构特征,运用孔隙分形研究方法,探究了海拉尔盆地呼和湖凹陷低阶煤中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:海拉尔盆地呼和湖地区低阶煤在不同孔径段内的孔隙具有明显的分形特征,FHH模型计算的分形维数更符合呼和湖地区低阶煤孔隙特征;FHH中不同宏观煤岩类型在相对压力0～0.5和0.5～1.0吸附特征各异得到分维数D_1和D_2,其中D_1表征煤吸附孔表面粗糙度,而D_2表征吸附孔结构不规则性;D_2越高,BET比表面积积越大,微孔含量越高,平均孔直径越小;分形维数D_1和D_2都可以反映呼和湖地区低阶煤的吸附性能,D_1相较D_2对煤岩吸附性能的控制作用更大。     

鄂尔多斯盆地低阶煤渗流孔隙拓扑结构非均质特征研究

煤微观连通孔隙团是煤体渗透性能的决定性因素,其特殊的拓扑结构非均质性是煤体渗透各向异性的根本原因。为了揭示煤微观连通孔隙团拓扑结构的非均质特征,针对鄂尔多斯盆地低阶煤进行X-ray μCT扫描,重建煤孔隙微观空间结构模型,采用AVIZO软件提取最大连通孔隙团,并构建其等效孔隙网络拓扑结构,分析孔隙形状因子与孔隙等小直径和表面积的关系,探讨连通特性和分形维数在空间中的变化规律。结果表明:孔隙形状因子与等效直径存在指数关系,与孔隙表面积存在线性关系;连通孔隙团内部渗流孔隙空间越大,其形状越不规则,非均质越强;低阶煤连通孔隙团各断面的欧拉数变化较大,连通性具有更强的非均质性,孔隙离散程度更高,但粗糙度较低。     

中国低阶煤储层特征分析

文章通过对我国鄂尔多斯盆地东北缘的石炭-二叠纪含煤区，西北侏罗纪含煤盆地，鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、伊犁盆地、内蒙古海拉尔盆地、云南昭通盆地的煤层样品进行实验分析，论述了该地区低阶煤的物质组成、孔隙分布特征、分布形态、气体吸附特征、储集能力、渗透性、束缚水饱和度等储集特征。     

大佛寺井田煤储层孔隙特征

对采自大佛寺煤矿侏罗系中统延安组4上、4#煤的煤样,采用压汞、低温液氮吸附、扫描电镜等测试方法,系统分析大佛寺井田煤储层孔隙大小分布特征、孔隙类型、孔隙成因类型。研究表明,大佛寺井田4上、4#煤储层孔隙度为2.70%~6.30%,以小孔为主(10~100nm),孔隙类型以墨水瓶状或细颈瓶形孔为主,孔隙成因类型均属于原生孔中的组织孔。大佛寺井田4#煤储层裂隙发育(一般为5~20μm),渗透性好,对煤层气开发有利。     

核磁共振测井在东方A区储层孔隙结构研究中的应用

目前储层孔隙结构特征的描述主要是通过室内实验方法获得,包括借助铸体薄片、扫描电镜及CT扫描图像的图像分析法、毛管压力曲线法等。针对东方A区孔隙结构前人做过多次研究,但由于室内试验的方法易受到岩芯样品尺寸的限制,同时海上油气田岩芯样品资料有限,在未取得岩芯的层段无法开展孔隙结构研究。引入核磁测井分析方法,从定性到定量上研究孔隙结构,获取纵向上连续的孔隙结构参数。研究表明Ⅰ气组核磁毛管压力曲线谱中红色区域较Ⅱ气组大,说明代表优质储层的平台段长、排驱压力低的毛管压力曲线所占比例大,解析出的孔喉半径分布谱上亦显示Ⅰ气组大孔喉占比多,说明Ⅰ气组的孔隙结构优于Ⅱ气组。该方法实现了无取芯井孔隙结构测井定量评价,为本区储层孔隙结构的研究开辟一条新途径。     

二连盆地低阶煤储层物性特征及评价体系研究

为了对二连盆地煤储层物性特征及评价体系的建立开展系统性研究,通过大量试验测试分析资料,对该区煤样岩石学特征、煤相、不同级别孔裂隙成因及结构分布、孔渗性、孔隙分形维数进行研究。系统总结了低阶煤储层特征评价参数,首次建立了二连盆地低阶煤储层评价体系,结果表明:二连盆地发育三类煤储层,以大中孔为主,孔隙结构复杂。该评价体系对煤层气勘探开发程度低、储层物性数据较少的二连盆地具有较强的应用性,为该区煤层气有利层位优选和勘探开发提供地质依据。     

准东低阶煤孔隙特征及对气体传质方式的影响

进行探讨。结果显示：褐煤以中大孔为主,微小孔发育有限,主要储集空间孔径在0.1~2.0 μm;长焰煤以微小孔为主,孔容主要来自微小孔,其单位孔容远小于褐煤。在多级孔隙配置的煤储层中划分出达西流、滑脱流、过渡流和分子扩散4种传质方式。褐煤孔隙连通性好,以达西流、滑脱渗流为主;长焰煤微小孔发育,各级孔隙连通性差,以达西流、过渡流及分子扩散为主。相比较而言,纳米级孔隙中吸附甲烷分子层厚及滑脱效应对长焰煤单孔渗流能力的影响更显著,其将会在气藏开发过程中对增产稳产提供有益的支持。     

新疆阜康矿区煤储层孔隙分形特征研究

基于压汞实验,分析了新疆阜康矿区9个煤样煤储层压汞孔隙分布特征,利用分形理论定量计算了煤样的孔隙分形维数,对煤样进行镜质组反射率测定、煤质分析,分析了煤的分形维数特征。研究表明,煤孔隙体积分形维数与水分呈正相关关系,灰分对分形维数也有重要的影响,随着分形维数的增加储层孔隙度相应增加。     

沁水盆地南部煤层气储层纳米级孔隙特征研究

纳米级孔隙是煤储层吸附甲烷的主要场所,通过对沁水盆地南部4个矿区12个代表性煤样的液氮吸附实验,详细分析了煤的纳米级孔体积、比表面积、孔径分布及孔形结构等孔隙特征(1.5¹00 nm);并探讨了孔体积和比表面积与煤变质程度、显微组分和矿物质含量的关系。研究结果表明:煤中BJH孔体积为0.000 5100 nm);并探讨了孔体积和比表面积与煤变质程度、显微组分和矿物质含量的关系。研究结果表明:煤中BJH孔体积为0.000 5⁰.003 45 cm3/g,BET比表面积为0.1960.003 45 cm3/g,BET比表面积为0.196².654m2/g。煤样纳米级孔体积由过渡孔(102.654m2/g。煤样纳米级孔体积由过渡孔(10¹00 nm)主导,而比表面积由亚微孔(1.5100 nm)主导,而比表面积由亚微孔(1.5⁵ nm)控制。实验煤样的吸附回线可以分为4类,根据吸附回线可将实验煤样的孔形结构分为半封闭孔、开放孔、细瓶颈孔。随变质程度增高,孔体积和比表面积均表现出先降低再增加的趋势;比表面积与镜质组含量存在微弱的正相关关系,而与矿物质含量的关系则相反。