不同煤阶煤孔隙结构分形表征及其对甲烷吸附特性的影响

煤储层中孔隙结构的发育程度决定了煤体瓦斯的吸附性能，通过低温液氮吸附实验测试了长焰煤、焦煤和无烟煤3种不同变质程度煤样的孔隙结构；基于分形理论对孔隙结构进行了量化表征，并结合煤的甲烷等温吸附实验，深入分析了不同变质程度煤孔隙结构对甲烷吸附特性的影响。结果显示：变质程度与孔隙分形维数D₁呈现出“浴盆式”变化规律，与分形维数D₂符合线性负相关关系；而煤样的微孔比表面积和孔容均与吸附常数a呈正相关关系，即微孔比表面积和孔容越大，煤的吸附能力越强；随着孔隙分形维数D₁的增加，吸附常数a呈现出近似线性增长趋势，煤体孔隙结构越不光滑，比表面积也会越大，从而使得煤的甲烷极限吸附量也会有所升高。