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基于二氧化碳和液氮吸附、高压压汞和低场核磁共振的煤岩多尺度孔径表征

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中国矿业 2017年第4期26卷 146-152页

作者：王凯乔鹏王壮森刘小刚李勇中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

煤岩系统内发育有nm^mm级的多种孔裂隙,系统表征其内部孔隙结构特征对查明煤岩物性和煤层气产出规律极为重要。基于对鄂尔多斯盆地东缘不同地区的系统采样,采用低温二氧化碳和液氮吸附、高压压汞和低场核磁共振系统表征了研究区煤岩的... 详细信息

煤岩系统内发育有nm^mm级的多种孔裂隙,系统表征其内部孔隙结构特征对查明煤岩物性和煤层气产出规律极为重要。基于对鄂尔多斯盆地东缘不同地区的系统采样,采用低温二氧化碳和液氮吸附、高压压汞和低场核磁共振系统表征了研究区煤岩的孔径结构。结果表明,二氧化碳吸附适用于0.6~1nm的微孔,液氮的主体适用范围在1~20nm左右,压汞可表征18nm以上的孔径。根据进汞饱和度、退汞效率和孔隙度将研究区煤岩划分为7个小类,并对应分析了进汞-退汞曲线特征。基于核磁共振表征了不同镜质体反射率和不同埋深的煤岩孔径大小的分布和连通性,随反射率升高和埋深加大,微小孔的比例呈现增加的趋势。相关成果对解释东缘范围内的煤储层物性特征,系统查明不同尺度煤岩孔径分布特征具有一定的支撑作用。

关键词：煤层气鄂尔多斯盆地东缘孔隙结构压汞液氮吸附核磁共振

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基于液氮吸附法对煤的孔隙特征研究与应用

煤炭科学技术 2016年第3期44卷 135-140页

作者：蔺亚兵贾雪梅马东民国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710054 陕西煤田地质勘查研究院有限公司陕西西安710054 陕西能源职业技术学院陕西咸阳712000 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

为了探讨煤微孔隙孔径分布特征和孔结构特征,结合不同变质程度煤及不同煤体结构煤的液氮吸附试验结果,对煤的孔隙特征和液氮吸附—脱附曲线特征进行了分类研究,并将分类结果与煤储层评价结合进行了综合研究。研究结果表明:煤的液氮吸附... 详细信息

为了探讨煤微孔隙孔径分布特征和孔结构特征,结合不同变质程度煤及不同煤体结构煤的液氮吸附试验结果,对煤的孔隙特征和液氮吸附—脱附曲线特征进行了分类研究,并将分类结果与煤储层评价结合进行了综合研究。研究结果表明:煤的液氮吸附曲线属于BET分类方案的Ⅱ型吸附等温线。依煤的孔径特征将液氮吸附曲线划分为3类:以微孔为主的A1类;以微孔和小孔为主的A2类;以微孔、小孔、中孔为朱的A3类。同时,据煤的孔隙类型将煤的液氮脱附回线划分为3类:D1型以一端开口的孔为主;D2型以孔径小于4 nm的一端开口孔为主,大于4 nm以两端开口的孔和墨水瓶孔为主,同时含有少量的一端开口的孔;D3型主要为狭窄的缝形孔。在煤层气勘探开发有利区预测时应该首选A2D3型煤储层,在煤层气含量相同的情况下应该首选A3D3型煤储层。

关键词：煤体煤层气孔隙特征液氮吸附脱附回线煤储层

基于液氮吸附法的淮南煤田晚石炭世太原组灰岩孔隙结构特征研究

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煤矿安全 2018年第5期49卷 17-22页

作者：李江涛煤科集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

灰岩孔隙发育特征是认识灰岩中吸附气储集和运移的重要因素。以淮南煤田晚石炭世太原组含煤岩系典型钻孔剖面为研究对象,按地层层序由上而下依次采集不同层段灰岩样品,采用低温液氮吸附法,结合扫描电子显微镜(SEM),联合观察灰岩样品的... 详细信息

灰岩孔隙发育特征是认识灰岩中吸附气储集和运移的重要因素。以淮南煤田晚石炭世太原组含煤岩系典型钻孔剖面为研究对象,按地层层序由上而下依次采集不同层段灰岩样品,采用低温液氮吸附法,结合扫描电子显微镜(SEM),联合观察灰岩样品的比表面积和孔径分布特征。研究成果表明:不同层段灰岩孔隙类型主要以次生晶间微溶孔为主,其次为超晶微溶孔、溶解晶洞和溶蚀裂缝;不同层段灰岩样品比表面积、总孔容与氮气吸附总量呈正相关,即随着样品比表面积、总孔容增大,氮气吸附能力增强,孔隙发育程度增大;各样品平均孔隙半径随着外表面积的增加而减少;各样品孔隙结构以中孔为主,次之为微孔,含少量大孔;良好的孔隙之间连通性,有利于油气、水的储集和运移作用。

关键词：灰岩孔隙液氮吸附孔隙特征太原组淮南煤田

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无烟煤液氮吸附测试的粒度效应

煤矿安全 2016年第4期47卷 63-67页

作者：郭卫坤屈争辉余坤余可龙邵春景中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008

煤的粒径大小对其孔隙结构会产生一定影响,从而改变其吸附性能。基于液氮吸附实验的基础上,对比分析不同粒径无烟煤的阶段孔容、阶段比表面积与孔径的分布关系,找出一定关系并解释其影响机理。结果表明较大的粒径（10 mm、6 mm）无法真... 详细信息

煤的粒径大小对其孔隙结构会产生一定影响,从而改变其吸附性能。基于液氮吸附实验的基础上,对比分析不同粒径无烟煤的阶段孔容、阶段比表面积与孔径的分布关系,找出一定关系并解释其影响机理。结果表明较大的粒径（10 mm、6 mm）无法真实反映无烟煤煤中的孔隙结构;而粒径0.42 mm时无烟煤孔隙系统遭受破坏,特别是对孔径〈6 nm的孔隙破坏更甚;5~1mm粒径能较真实的反映无烟煤的孔隙结构。样品破碎过程中微裂缝的产生使孔径〈6 nm的孔隙与微裂缝沟通转变为缝宽〉6 nm的微裂缝,导致孔径〈6 nm孔隙的孔容、比表面积减小;另一方面孔喉的割裂将封闭孔转变为半封闭孔或开放型孔,致使孔径〉6 nm孔隙的孔容、比表面积增大。

关键词：液氮吸附无烟煤粒径孔隙结构孔径分布

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基于液氮吸附的煤体孔隙结构测试研究

煤炭技术 2017年第11期36卷 139-141页

作者：杨涛赵东云李忠备中国矿业大学(北京) 北京100083 华北科技学院河北廊坊101601

为研究煤体孔隙结构特征,实验室采用液氮静态吸附法对马兰8#煤、振兴二矿2#煤、润宏矿3#煤的3种煤样的孔隙结构特征开展了煤样颗粒比表面积、孔径、孔容等研究。结果显示,孔隙发育程度大小顺序依次为:振兴2#煤>润宏3#煤>马兰8#煤,且孔... 详细信息

为研究煤体孔隙结构特征,实验室采用液氮静态吸附法对马兰8#煤、振兴二矿2#煤、润宏矿3#煤的3种煤样的孔隙结构特征开展了煤样颗粒比表面积、孔径、孔容等研究。结果显示,孔隙发育程度大小顺序依次为:振兴2#煤>润宏3#煤>马兰8#煤,且孔隙以微孔和中孔为主。该研究可为研究煤层瓦斯赋存及流动规律提供参考依据。

关键词：液氮吸附孔径比表面积孔隙结构

煤岩液氮吸附孔隙分析特征的瓦斯放散特性意义——以淮北许疃矿为例

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煤岩液氮吸附孔隙分析特征的瓦斯放散特性意义——以淮北许疃矿为...

2016年煤层气学术研讨会

作者：方辉煌桑树勋汪吉林中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室中国矿业大学资源与地球科学学院

通过液氮吸附实验探究了煤岩孔隙结构特征,分析了煤岩吸附-解吸曲线特征,计算了煤岩比表面积、孔隙体积、孔径均值等结构参数,并探讨了孔隙表面分形维数及孔隙对瓦斯放散特性的影响:(1)煤岩吸附、解吸曲线整体呈反"S"型,S型曲线表现出... 详细信息

通过液氮吸附实验探究了煤岩孔隙结构特征,分析了煤岩吸附-解吸曲线特征,计算了煤岩比表面积、孔隙体积、孔径均值等结构参数,并探讨了孔隙表面分形维数及孔隙对瓦斯放散特性的影响:(1)煤岩吸附、解吸曲线整体呈反"S"型,S型曲线表现出解吸滞后现象;样品比表面积均值为1.0987m/g,平均孔隙体积为0.003228cm/g,孔径分布的峰值主要集中在50nm中孔之下,表明以中孔为主的孔隙有效提高了储层气体的解析率。(2)煤的最大吸附量V与D呈正相关,与D呈负相关,二者之间的相关性较高。D略大于D说明煤微孔的孔隙表面更加复杂,过渡孔、中孔及大孔的孔隙表面复杂程度低,孔隙形态简单,孔隙表面更加圆滑。(3)瓦斯放散初速度与煤岩平均孔径呈线性正相关,与孔隙比表面积、孔隙体积、分形维数呈负线性关系;孔隙结构对瓦斯放散特性影响较大。

关键词：孔隙特征液氮吸附分形维数瓦斯放散特性许疃矿

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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基于CT扫描的煤岩孔隙结构全孔径表征

特种油气藏 2024年第4期31卷 71-80页

作者：朱文涛李小刚任勇师斌斌戴瑞瑞洪星杨潇陈国辉中国石油煤层气有限责任公司北京100028 北京润泽创新科技有限公司北京100120

为探究深层、超深层煤岩孔隙结构,在鄂尔多斯盆地DJ区块本溪组X号煤岩采集了12块样品,基于数字岩心CT扫描三维重构技术,联合高压压汞、液氮吸附、二氧化碳吸附测试,应用多实验拼接方法,表征了X号煤岩孔隙的全孔径分布特征,并对比分析深... 详细信息

为探究深层、超深层煤岩孔隙结构,在鄂尔多斯盆地DJ区块本溪组X号煤岩采集了12块样品,基于数字岩心CT扫描三维重构技术,联合高压压汞、液氮吸附、二氧化碳吸附测试,应用多实验拼接方法,表征了X号煤岩孔隙的全孔径分布特征,并对比分析深层及中浅层煤岩的微孔、介孔、大孔的分布差异及其对吸附作用、渗透率的影响。研究表明:煤岩储层的储集空间以微孔及大孔为主,介孔发育较少;深层X号煤岩微孔平均占比为44.1%,大孔平均占比为53.9%,中浅层X号煤岩中微孔平均占比为34.8%,大孔平均占比为64.1%;深层煤岩中起吸附作用的纳米孔更发育,但在中浅层煤岩中微米级裂缝发育程度优于深层煤;通过全孔径分布特征分析认为,中浅层X号煤岩大孔孔容占比更高,渗透率比深层X煤岩高出1个数量级,而深层X号煤岩微孔孔容占比更高,吸附性更强。该研究通过全孔径定量表征,明确储层各级孔隙分布特征,为煤层气赋存状态及产出机理提供了数据及理论支撑。

关键词：煤岩全孔径拼接微米CT扫描高压压汞液氮吸附二氧化碳吸附鄂东缘DJ区块

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低渗透煤层微观孔隙结构与煤层气解吸规律

特种油气藏 2024年第2期31卷 129-135页

作者：胡雄邬长武杨秀春成前辉朱文涛马良朱学光徐博瑞中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中国石油煤层气有限责任公司北京100028

为研究低渗透煤层微观孔隙结构与气体解吸规律的关系,运用直接观测法、核磁共振法、液氮吸附法等实验手段,对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡8号煤层煤样的含气量、孔隙度、渗透率、孔径分布等进行测定。结果显示:煤层气解吸特征与煤的孔径分布、... 详细信息

为研究低渗透煤层微观孔隙结构与气体解吸规律的关系,运用直接观测法、核磁共振法、液氮吸附法等实验手段,对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡8号煤层煤样的含气量、孔隙度、渗透率、孔径分布等进行测定。结果显示:煤层气解吸特征与煤的孔径分布、孔的形态、孔的连通性以及比表面积、煤岩成分等因素有关;研究区相隔小于10 m的2套煤层,其孔隙特征、气体解吸规律差异均较大。其中,亮煤的微孔形态以一端开口的圆筒形孔和墨水瓶孔为主,微孔及吸附孔占比为39.2%,煤体微裂缝相对发育,但微孔与介孔的连通性较差,暗淡煤的微孔形态以一端开口的圆筒形孔为主,微孔及吸附孔占比为33.2%,微裂缝不发育,不同孔间连通性差。亮煤气体解吸初期产量大,后期衰减快,气体产出具有明显的阵发式特征;暗淡煤气体解吸初期产量小,约为亮煤的1/2,后期产量递减相对平缓。低渗煤层的开发对策应充分考虑煤层的孔隙结构、孔型、渗透性,应力敏感性、裂缝充填物种类等因素,在精细表征孔隙结构的基础上,根据煤层气不同解吸期特征,结合地质、开发条件制订合理的开发方案。该研究对认识煤层气产气机理及其控制因素,提高煤层气开采效率具有重要的指导意义。

关键词：孔隙结构气体解吸孔径分布液氮吸附煤层气低渗透

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基于氮气吸附-扫描电镜的构造煤孔隙特征研究

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煤炭工程 2024年第3期56卷 149-156页

作者：霍中刚席志哲郭建行汪东煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤矿灾害防控全国重点实验室北京100013

煤的孔隙结构特征与瓦斯的吸附和运移密切相关,构造煤的孔隙结构特征由于受到构造应力的破坏而趋于复杂,因此开展构造煤孔隙发育的研究是提升瓦斯治理水平的重要方向。以西山煤田南部东于煤矿三组构造煤和一组原生煤为研究对象,采取低... 详细信息

煤的孔隙结构特征与瓦斯的吸附和运移密切相关,构造煤的孔隙结构特征由于受到构造应力的破坏而趋于复杂,因此开展构造煤孔隙发育的研究是提升瓦斯治理水平的重要方向。以西山煤田南部东于煤矿三组构造煤和一组原生煤为研究对象,采取低温液氮吸附法和扫描电子显微镜(SEM),联合观测构造煤与原生煤的孔隙特征。研究表明:三组构造煤的氮气吸附量为原生煤的2.04倍、1.49倍和2.90倍,三组构造煤的孔容为原生煤的2.08倍、1.53倍和2.96倍;三组构造煤的孔容大部分由微孔和小孔提供均达到69.71%以上,孔比表面积大部分由微孔提供均达到了79.04%以上;原生煤的孔容大部分由微孔和小孔提供达到了89.38%,孔比表面积微孔占比93.97%;三组构造煤的孔隙结构相比原生煤更加复杂,具有更大的分形维数(2.6985~2.7106);三组构造煤(10000倍)表面分形维数分别为1.962、1.979、1.947均大于原生煤1.945,构造煤与原生煤相比有更为发育的孔隙特征;分形维数D1与总孔比表面积、微孔比表面积成正比;挥发分含量在一定范围内与总孔比表面积、微孔比表面积、小孔比表面积成正比。

关键词：构造煤孔隙特征液氮吸附电镜扫描分形维数挥发分