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D_2高于大孔分形维数D_1,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P_1与渗透率呈现强相关关系,中孔孔隙度P_2与渗透率呈现中等程度相关,分形维数D_1、D_2则呈现弱相关关系。基于支持向量机方法将渗流孔孔隙度和分形维数作为煤岩渗透率的自变量进行训练,经检验得出的渗透率与实际测试渗透率拟合程度很好,渗流孔孔隙度与孔隙结构耦合可有效反映煤岩渗透率。     

新疆乌鲁木齐河东矿区煤层含气特征及主控因素

新疆准噶尔盆地南缘乌鲁木齐河东矿区是国内煤层气勘探开发的新区,其整体研究程度较低。基于对河东矿区精细地质条件分析和系统的实验分析测试,结合灰色关联多因素综合分析方法,揭示了该区煤储层的含气性及富集控制机理。结果表明,河东矿区存在2套煤层气目标层,其中45号煤的吸附能力（兰氏体积为11~24.5m³/t）明显优于43号煤（兰氏体积为7.5~21m³/t）,煤的吸附能力主要与其水分含量和有机、无机组分含量有关。综合评价结果表明,研究区煤层气主要富集在红山嘴—白杨北沟断层西侧及北单斜区域,其中煤层气富集是煤层厚度、风化氧化程度、煤的水分含量等多方面因素综合作用的结果,在不同的层段不同因素控制强度存在差异性。进一步提出了针对新疆地区高倾角煤层及复杂地质条件区的特殊的煤层气富集模式,指出高倾角导致的构造破坏及断层封闭是导致煤层气富集的关键因素。