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煤储层孔裂隙演化及对煤层气微观流动的影响

李振涛

中国地质大学(北京)

摘要：本文通过对我国主要含煤盆地（准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地和沁水盆地）的52个煤矿的煤岩样品,开展了煤岩组分和孔渗测试、低温氮气吸/脱附和压汞实验以及场发射扫描电镜（FESEM）分析等实验工作,同时实施了煤样聚焦离子束-场发射扫描电镜（FIB-SEM）纳米孔三维定量表征实验,X射线微米CT（μ-CT）孔裂隙三维定量表征实验和煤岩热重-质谱结合扫描电镜（SEM）分析等开创性实验以及相应的数值模拟工作。研究了不同煤级煤储层多尺度孔裂隙的演化规律和非均质性特征,构建了多尺度孔隙约束下的煤层气多孔扩散模型,分析了孔裂隙非均质性与渗透率的耦合关系,以及古交区块煤储层含气性和控气模式。主要成果和认识如下:（1）综合利用多种方法定量表征并阐明了不同煤级煤储层吸附孔（＜100 nm）、渗流孔（＞100 nm）以及微裂隙的形态、大小和孔径分布等发育特征和形成机理,同时利用FIB-SEM和μ-CT技术对不同尺度孔裂隙的三维空间发育特征进行了分析,构建了煤储层多尺度孔裂隙系统的二维-三维定量表征技术体系。（2）引入不同的分形数学模型,阐明了孔裂隙形态非均质性、吸附孔和渗流孔的孔隙结构非均质性特征,揭示了孔裂隙非均... 更多

关键词：

煤储层; 孔裂隙; 非均质性; 扩散-渗流; 控气模式;