砂岩微观孔隙结构类型及其对含水层富水性的影响——以柠条塔井田为例

作     者：王苏健 冯洁 侯恩科 黄克军 薛卫峰 段会军 WANG Sujian;FENG Jie;HOU Enke;HUANG Kejun;XUE Weifeng;DUAN Huijun

作者机构：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710065 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 三秦学者“矿山地质学”创新团队陕西西安710065 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2020年第45卷第9期

页      面：3236-3244页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB047103) 国家自然科学基金面上资助项目(41472234) 

主　　题：微观孔隙结构 砂岩含水层 富水性 高压压汞 核磁共振 

摘      要：砂岩的微观孔隙结构特征决定了砂岩含水层的富水性、渗透性,砂岩含水层富水性预测是矿井防治水必须首先研究与解决的重要问题。以陕北侏罗纪煤田柠条塔煤矿为例,分别采集直罗组3块、延安组4块不同岩性典型砂岩样品,通过运用普通薄片、铸体薄片、高压压汞、核磁共振等实验测试技术,结合Matlab图像分析功能,研究了不同时代地层、不同岩性砂岩微观孔隙特征,联合高压压汞与核磁共振法获得孔喉半径分布,综合砂岩微观孔隙结构测试结果,将孔隙结构按照孔喉大小、分布及连通性的好坏依次划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3种类型,对比钻孔抽水试验成果的钻孔单位涌水量,分析了砂岩微观孔隙结构与富水性之间存在的关系。研究结果表明:Ⅰ类孔隙结构较Ⅱ,Ⅲ类孔隙结构的粗粒与中粒砂岩比例高、排驱压力小、T2谱主峰的位置靠后;高压压汞与核磁共振所得孔隙半径分布基本一致;相同地层时代相同岩性条件下,风化程度越强,富水性越强;相同地层时代不同岩性条件下,粗、中粒砂岩较粉砂岩富水性强;不同地层时代相同岩性条件下,直罗组微观孔隙结构较好的Ⅰ类孔隙结构富水性强于延安组微观孔隙结构较差的Ⅱ类孔隙结构。