高阶煤的孔隙结构特征及其对煤层气解吸的影响

• 作者: 朱玉双 许耀波
• 来源期刊: 天然气地球科学
• 学科: 工学
• 关键词: 高阶煤 煤层气 孔隙结构 分形特征 高压压汞 解吸速率 控制规律
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 非常规天然气
• 页码范围: 84-92
• 页数: 9页
• 分类号: TE122.2+3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2019.10.006

摘要

以沁水盆地高阶煤3#煤层为研究对象,借助高压压汞实验对高阶煤的孔隙参数进行测试,研究了高阶煤的孔隙结构特征,采用解吸速率实验对高阶煤的解吸速率和解吸量进行分析,并探讨了孔隙结构对煤层气解吸产出的控制规律.结果 表明:3#煤层的孔隙半径较小,煤层孔隙结构复杂;煤层主要以气体吸附孔和气体扩散孔为主,气体渗流孔占比很少,煤层的吸附气体体积大、吸附性能强、气体的扩散、渗流条件差.3#煤层孔隙结构分形特征曲线呈“两段型”,孔径大于940.7 nm时,不具有分形特征;孔径小于940.7 nm时,分形维数介于2.67～2.76之间,具有很好的分形特征.高阶煤的煤层气解吸特征具有快速解吸和慢速解吸2个阶段,快速解吸时间短,解吸量占比低;慢速解吸时间长,解吸量占比高,煤层气解吸困难.煤层的孔隙结构对煤层气的解吸具有重要影响,高阶煤较差的孔隙结构控制着煤层气解吸速率慢、解吸量低、产出程度低,煤层气井生产实践中表现为开始阶段产气量增长快,产气高峰时间短,稳产气量低、生产时间长,煤层气开发难度大.研究结果为高阶煤的煤层气抽采效果评价提供参考依据.