贵州土城矿区煤储层孔隙特征及影响因素

利用压汞试验、扫描电镜等方法研究了土城矿区7个主要煤层孔隙发育特征。扫描电镜观察出煤孔隙类型包括原生孔、气孔、溶蚀孔、铸模孔、粒间孔、微裂隙等;原生孔和气孔呈带、群分布,孔隙间大多孔连通性差。压汞试验表明:3#煤层压汞孔容大、中孔占比较多,其余煤层孔容以小微孔为主,比表面积微孔占优势;3~#煤层压汞曲线为Ⅰ型和Ⅱ型,9~#、12~#、15~#、17~#煤压汞曲线为Ⅱ型,孔隙以开放孔为主,连通性较好;291~#、292~#煤压汞曲线为Ⅲ型,孔隙主要为半封闭孔,连通性差;煤储层孔隙度、孔容、比表面积随镜质体反射率的增大呈负相关,与镜质体组分呈正相关,与无机组分呈负相关,与水分含量、灰分含量呈较弱的负相关。对比分析认为矿区3~#煤层具有煤层气开发的优先孔隙条件。     

煤岩类型控制下的微观孔隙结构及吸附特征研究

为了深入研究煤储层微观孔隙结构及其吸附特征,选取了韩城矿区石炭系上统和二叠系下统的煤岩进行了低温二氧化碳吸附和液氮吸附/脱附实验,探讨了不同煤岩类型的微观孔隙结构,并在此基础上采用甲烷等温吸附技术,对比了不同煤岩类型的吸附特征。实验结果表明,煤岩类型不同,D-R比表面积和D-A总孔容不同,从暗淡煤到光亮煤随着镜质组含量的增加微孔含量变大,D-R比表面积和D-A总孔容呈现出增加的趋势,而中孔的BET比表面积和BJH总孔容则恰恰相反,因此,与微孔含量较高的光亮煤相比,微孔含量较低的暗煤吸附能力较差,半亮煤和半暗煤次之。就煤岩类型孔隙结构而言,光亮煤和半亮煤一般以一端封闭的Ⅰ型孔为主,半暗煤以Ⅱ型开放孔为主,而暗淡煤则以Ⅲ型墨水瓶孔为主。     

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。     

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。     

彬长矿区煤岩孔隙特征的实验研究

为了研究彬长矿区煤岩孔隙特征,采集彬长矿区大佛寺煤矿4#、4#煤层和胡家河煤矿4#煤层样品,通过肉眼挑选出宏观煤岩组分中的镜煤和暗煤,分别进行低温液氮吸附、扫描电镜实验。结果表明,大佛寺井田4#、4#煤层更有利于煤层气资源勘探开发;相对于镜煤而言,暗煤更有利于煤层气资源勘探开发。     

沁水盆地南部高阶煤储层渗透率与孔裂隙发育的耦合分析

为分析高阶煤储层渗透率与孔裂隙发育的耦合关系,以沁水盆地南部3~#煤储层为研究对象,采用分形理论研究了孔隙的分形特征,利用几何分形模型计算了不同孔径孔隙对煤岩渗透率的贡献比例,线性拟合了渗透率与孔隙分形维数、体积百分比和镜质组最大反射率R_(o,max)等因素的相关关系。研究结果表明:孔裂体积以微、小孔为主,比表面积比以微孔最高;孔隙类型以半封闭孔为主;煤样孔隙度平均为4.652%,渗透率平均为8.68×10~(-5)μm~2,大孔和裂隙对渗透率的贡献平均为99.809%,沁水盆地南部3~#煤储层渗透率主要来自于大孔与裂隙的贡献;渗透率、孔隙度与R_(o,max)之间具有较弱的相关性,随着变质程度的增加先上升再下降;渗透率与中孔、大孔和裂隙的分形维数呈正相关关系,与微小孔分形维数呈负相关关系。     

尔林兔三号井田3~#煤层煤质特征分析

通过钻孔资料和样品测试数据,分析了尔林兔三号井田3~#煤层的煤岩特征、化学性质及工艺性能,并对煤的工业用途进行了评价分析。分析结果表明,尔林兔三号井田3~#煤层煤的宏观煤岩类型主要为半亮型和半暗型煤,煤岩组分以亮煤和暗煤为主;有机显微组分主要为镜质组,无机显微组分以碳酸盐矿物为主。该井田煤炭具有:特低灰、特低硫、中高挥发分、低磷、低氟、特低氯的特征,具有高发热量、无黏结性、弱结渣性、高热稳定性、中含油、化学反应性较差和易洗选等工艺性能;煤灰属硅铝型,灰熔融性较低。综合以上研究认为,该类煤是很好的化工用煤和动力用煤,可制作活性炭和水煤浆等,并可以广泛应用于冶金,是高耗能工业的理想原料,同时也是炼钢工业高炉喷吹的理想原料。     

乌鲁木齐河东矿区煤储层渗流孔孔隙分形特征研究

为准确描述乌鲁木齐河东矿区煤储层渗流孔孔隙特性,结合压汞试验及煤质分析试验,采取分段分形方法定量探讨了煤储层渗流孔孔隙结构特征及其影响因素,将渗流孔孔隙度与孔隙结构参数进行耦合,并进行了煤岩渗透率预测。研究结果表明:乌鲁木齐河东矿区43号和45号主力煤层孔隙结构较为复杂,但连通性较好,43号煤层样品压汞曲线表现进汞饱和度相似,退汞效率较高,煤样微小孔及大孔较为发育。45号煤层样品进汞饱和度为45%～85%,且退汞效率较低,煤样微小孔隙占有绝对优势,故43号煤层孔渗性优于45号煤层;煤岩渗流孔隙分形维数分布在2～3,中、大型孔隙均存在明显的分形特征,煤样的中孔分形维数D₂高于大孔分形维数D₁,故研究区煤储层中孔较大孔复杂;大孔分形维数随着镜质组含量的增加而减小,随着惰质组含量的增加而增加,随着煤中水分的增加而呈现倒"U"型的相关关系,随着灰分的增加呈现下降的趋势等;煤岩渗透率高低是渗流孔孔隙度和孔隙结构耦合而决定的,在95%置信带内大孔孔隙度P₁与渗透率呈现强相关关系,中孔孔隙度P₂与渗透率呈现中等程...     

黔北安洛一矿煤层特征分析

黔北煤田安洛一矿位于贵州省金沙县安洛苗族彝族满族乡境内,区内含煤地层为上二叠统龙潭组(P_3l),含煤7~16层,可采煤层有4~#、5~#、9~#、14~#、15~#煤层5层。9~#煤层为全区可采,5~#、15~#煤层为大部可采煤层,4~#、14~#煤层为局部可采煤层。区内煤的颜色为黑色,主要为块状、碎块状;各煤层结构主要为细—中条带状,少量宽条带状和线理状;玻璃—似金属光泽;断口主要为贝壳状、棱角状、阶梯状、参差状;内生裂隙发育,充填有矿物。宏观煤岩类型主要为半亮型,半亮—半暗型次之,少量半暗—半亮型;微观煤岩类型为微镜惰煤;通过分析原煤化学性质及工艺性质,4~#、5~#、9~#煤层和14~#、15~#煤层分属中高硫煤和高硫煤;各煤层均属于中灰煤、高热值煤、特低挥发分煤。     

高、低煤阶煤中宏观煤岩组分孔隙特征研究

为了研究高、低煤阶煤中不同宏观煤岩组分孔隙结构特征,在煤层气勘探开发有利区采取了低阶煤和高阶煤两种不同变质阶段煤岩样品,人工对煤岩中镜煤和暗煤进行了分离,采用氦孔隙度、液氮吸附、扫描电镜实验分别对两种煤类宏观煤岩组分孔隙结构特征进行了测试。研究结果表明高阶煤氦孔隙度高于低阶煤,镜煤的氦孔隙度要高于暗煤。高阶煤各煤岩组分的比表面积明显大于低阶煤,暗煤的比表面积明显大于镜煤。高变质煤宏观煤岩组分较低变质煤微孔隙发育,同种变质程度煤暗煤组分微孔隙较镜煤组分发育。煤的孔隙度、孔隙结构及孔隙形态受控于煤化作用。     

甲烷吸附前后高阶煤煤岩孔隙结构变化特征研究

为了查清甲烷吸附作用对煤岩孔隙结构的影响,对采集自西南多煤层地区的高阶煤开展了30℃、最大测试压力12 MPa的甲烷高压等温吸附测试,并对甲烷吸附作用前后煤岩的孔隙结构分别使用氮气探针和二氧化碳探针进行了测试。实验结果表明:高阶煤甲烷等温吸附在低压条件下表现出快速吸附的特征,过剩吸附量在达到最大值后下降;甲烷吸附作用后,煤岩低温液氮吸附滞后环减小,低温二氧化碳吸附量也减小,煤岩孔隙结构发生变化,煤岩中微孔、介孔和大孔的孔容和孔比表面积均下降,微孔孔容和孔比表面积下降明显,且不同孔径孔容、孔比表面积的减少具有分段效应,主要为孔径小于1 nm的微孔和孔径小于8 nm的介孔;高阶煤煤岩孔隙结构的改变与甲烷吸附作用中较高的测试压力有关。     

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。     

鄂尔多斯盆地府谷矿区直接液化用煤潜力分析

府谷矿区煤层热演化程度低,以长焰煤、气煤等低阶烟煤为主。在总结直接液化用煤指标的基础上,分析府谷矿区大量煤岩煤质数据,研究表明3~#、4~#、6~#、10~#、11~#煤层灰分、挥发分、H/C高,硫分较低,煤岩惰质组含量较低,具有直接液化潜力。重点煤层4~#煤层的平面和垂向煤质关键指标分布特征表明其降低灰分可直接液化;府谷矿区浮煤适合直接液化。浮选降低灰分的同时会对H/C有一定影响,且硫化铁硫将被去除。     

隆尧县丰达煤矿2号煤层煤质特征分析及评价

介绍了隆尧县丰达煤矿地质背景和全区主要可采煤层2号煤的基本情况。分析了煤层的煤岩特性,宏观煤岩类型多为半暗—暗淡型煤;有机显微煤岩类型以镜质组为主,矿物主要由黏土组成。煤质分析表明,原煤属中灰、中高挥发分、低硫、低磷、特低氟、低氯煤;煤层为气煤,属中高发热量、强黏结性、易选煤。通过研究煤质特征,发现2号煤层用途广泛,主要用作炼焦用煤、气化用煤和动力用煤。     

黔西比德-三塘盆地主采煤层孔隙特征

利用研究区主采煤层煤样做了相关系列实验,结合实验数据分析了煤层中孔隙特征及孔隙表征参数的变化规律,探讨了孔隙特征的地质控制因素。结果表明：比德-三塘盆地主采煤层的孔隙类型主要可以分为四大类;孔隙率在4.06%~10.12%,以微孔和小孔为主,两者占总孔容的80%以上,孔隙退汞效率较高,孔隙形态以开放孔为主,含一定数量的半封闭孔。孔比表面积在 18~21 m2/g,微孔所占比例最高。排驱压力主要受孔隙弯曲度影响。体积中值直径多为10 nm左右,面积中值直径平均值为4.58 nm。以Ro,max=2.0%为分界点,孔隙率和孔容随煤变质程度呈现“U”型变化。煤岩显微组分镜质组含量普遍超过70%,控制了微孔和小孔的含量,而矿物质含量的增加总体上对孔隙发育产生不利影响。     

保德矿区煤岩煤质特征及成煤环境研究

保德矿区位于鄂尔多斯盆地东北缘,属于河东煤田,为晋北大型煤炭基地。为了揭示保德矿区不同煤岩煤质的形成环境,利用煤岩煤质等技术参数,分析了煤层镜/惰比、灰分、煤灰组分、硫分等参数指标的变化规律,并结合地层沉积相特征,探讨了保德矿区主采煤层的煤岩煤质特征及成煤环境演变规律。研究结果表明: 矿区内主采煤层物理性质相似,以半亮型煤及半暗型煤为主,显微组分以有机组分为主,无机组分以粘土矿物为主;镜质组反射率相近,煤化程度整体较低。各主采煤层水分含量较低,差别较小;灰分以中～低灰为主,煤灰组分以SiO2、Al2O3为主;挥发分含量较高,以中高～高挥发分为主;硫分含量差别较大,8#煤为低硫煤,10#煤和11#煤属于低中硫煤,13#煤为中高硫煤。保德矿区太原期至山西期成煤环境整体为半咸水海陆过度环境,氧化性逐渐增强,盐度减少,受海水的影响程度逐渐减弱;太原期至山西期主要成煤期经历了一次周期性海侵海退大旋回,侧面揭示了保德矿区海侵成煤（10#煤和11#煤）和海退成煤（8#煤和13#煤）两种成煤模式。     

赋存CO煤层孔隙结构及其演化特征研究

为研究开滦矿区含CO煤层煤孔隙结构演化特征,采用扫描电镜、压汞实验、电子显微镜对不同煤级的煤进行了测试。研究表明,赋存CO煤层孔隙结构局部为碎粒孔,裂隙为张性外生裂隙;孔径结构以过渡孔、微孔为主,大孔、中孔含量很少;大孔、中孔在Ro,max为0.8%左右,出现明显增加的趋势,随Ro,max增加,过渡孔减少,微孔增加;孔隙率在Ro,max为0.8%附近,出现激增的现象;内比表面积在Ro,max为0.8%附近,出现低点。研究认为煤层中含CO可能在此时由于构造应力作用产生。     

西山煤田马兰矿煤层气储层特征与含气性分析

为了研究太原西山煤田马兰矿煤层气储层特征及其控气作用,为预测矿区内煤层气有利开发目标储层和煤层气开发提供理论支持,对井田主采2~#、8~#和9~#煤层进行压汞实验和等温吸附实验。实验结果表明:2~#煤层和8~#煤层孔隙主要以大孔为主,9~#煤层孔隙以小孔为主。其中2~#、8~#和9~#煤层的孔隙度分别为3.21%~7.22%、6.45%~10.75%和8.67%~16.62%;兰氏体积分别为18.51~19.29 m~3/t、19.74~20.61 m~3/t和19.41~21.25m~3/t;兰氏压力分别为1.72~2.01 MPa、1.94~2.02 MPa和1.98~2.08 MPa。8~#煤层相比2~#煤层和9~#煤层,具有厚度大、孔隙率高、渗透性好、兰氏压力大、气含量丰富的优势,更有利于煤层气的运移、成藏和抽采开发。     

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。     

基于X-CT技术不同煤岩类型煤储层非均质性表征

为了深入探究煤岩类型与煤储层孔裂隙的耦合关系,表征韩城矿区煤储层孔隙纵向非均质性,选取了韩城矿区4种煤岩类型的煤样,采用X射线层析扫描技术,模拟和重构了韩城矿区煤储层内部孔裂隙、煤岩基质和矿物的形态与空间分布格架,建立了三维立体重构模型,实现了对不同煤岩类型孔裂隙分布的三维可视化精细表征。试验结果表明:不同的煤岩类型,孔裂隙的发育程度不同,但CT变化值较为一致,基本呈双峰分布,相较于半亮煤、半暗煤和暗淡煤,光亮煤孔裂隙发育程度最高,孔隙分布非均质性最强,孔裂隙连通性最好,并且从光亮煤到暗淡煤,呈现出孔裂隙的发育程度和连通性逐渐变差,矿物充填程度和小孔含量逐渐升高的趋势。