黔西上二疊統龍潭組高煤級煤微觀孔隙結構特征及其對含氣性的影響

作者：符宏斌,苑坤,盧樹藩,陳相霖,林拓,杜勝江,何犇,羅香建

摘要：為探討高煤級煤的微觀孔隙結構特征及其對含氣性的影響,選取黔西地區黔普地1井龍潭組5件高煤級煤樣品,分別采用高壓壓汞、低溫N2吸附和CO2吸附對各煤樣的納米級孔隙進行定量表征,基于BJH和DFT方程分別計算孔隙的孔徑、孔體積和比表面積,分析煤的微孔(孔徑<2 nm)、介孔(孔徑2~50 nm)和宏孔(孔徑>50 nm)的孔徑分布特征,并統計各級孔徑對孔體積和比表面積的貢獻率。在低溫N2吸附實驗的基礎上,運用FHH模型分析了高煤級煤孔隙結構分形性質及其控制因素。采用線性擬合的方法,討論了高煤級煤的持續演化對微孔和介孔的影響,以及各級孔徑的比表面積對含氣性的控制作用。結果表明:微孔、介孔和宏孔對孔體積的貢獻率分別為49.47%、33.22%及17.31%,對比表面積的貢獻率依次為85.44%、14.35%及0.21%;高煤級煤的孔隙形態可分為2類:小于3.7 nm的孔主要以一端開口的孔為主,大于3.7 nm的孔則主要為兩端開口的孔和細頸瓶孔;孔隙分形維數隨著地層壓力的增加而增大,且以3.7 nm為界,大孔隙比小孔隙具有更加復雜的空間結構;微孔和介孔隨鏡質體反射率呈現規律性的變化,微孔的大量形成與煤大分子空間結構演化導致的介孔體積縮小有關;微孔對CH4吸附量的控制作用遠超過介孔和宏孔,小于2 nm的微孔為煤層氣的吸附提供了主要的空間。

發文機構：貴州省地質調查院 中國地質調查局油氣資源調查中心

關鍵詞：高煤級煤孔隙結構孔體積比表面積分形維數含氣性High-rank coalPore structurePore volumeSpecific surface areaFractal dimensionGas-bearing property

分類號： TE122.1[石油與天然氣工程—油氣勘探]