不同煤体结构煤的孔隙结构分形特征及其研究意义

煤层气的赋存和产出与煤储层孔隙系统的发育程度有关，原生结构煤层受到破坏变形后其孔隙结构特征将发生明显的变化，从而影响煤层气的吸附/解吸和扩散过程。通过对沁水盆地赵庄井田3号煤层不同煤体结构样品进行低温液氮、低压二氧化碳吸附分析和等温吸附试验，分析了不同破坏强度煤的孔隙结构和吸附性变化规律；应用试验数据和数值分形模型，揭示了不同煤体结构煤的孔隙结构分形特征及其对煤中甲烷吸附、扩散的影响。结果表明：随着煤体结构破坏强度的增大，煤的比表面积和孔隙容积均增大，50～300 nm的孔隙所占比例逐渐降低，2～50 nm的微孔和中孔以及小于2 nm的超微孔增加，超微孔为煤中主要吸附孔，孔径主要分布在0.45～0.65 nm和0.80～1.0 nm。N₂、CO₂和CH₄的吸附量随煤体结构破坏程度的增大而增加，吸附性由大到小顺序为原生结构>糜棱结构>碎粒结构>碎裂结构。微孔、中孔和大孔孔隙结构分形维数表明，构造变形后的煤孔隙结构将被简单化，破坏程度较强的煤具有较粗糙的孔隙表面(对应较高的D₁)和较为...