沁水盆地南部煤储层孔隙结构连通性及其对煤层气解吸-扩散-渗流的影响

发布时间：2021-05-24 08:47

　　沁水盆地南部3#煤储层为中国典型的无烟煤储层,也是目前煤层气开发的主要产层,其孔隙结构连通性如何直接决定了抽采过程中煤层气的解吸-扩散-渗流过程,制约了煤层气地面直井抽采效率,是煤层气井获得高产的关键所在。本文以沁水盆地南部3#煤储层为研究对象,采用压汞法、低温液氮吸附法、核磁共振驰豫法、核磁共振冻融法、小角X射线散射法以及扫描电子显微镜分析了沁水盆地南部煤储层孔隙发育特征;通过CT扫描对煤储层孔隙结构的三维可视化重构,提取了测试样品中的孔隙结构网络参数,对煤储层孔隙结构发育特征及其连通性进行综合系统的研究;通过传统几何分形模型和热力学分形模型的建立,计算分形维数,并对煤储层渗透性来源进行定量分析;探讨了沁水盆地南部煤储层孔隙结构影响下的煤层气解吸-扩散-渗流机制,揭示了煤储层煤层气产出机理。压汞法实验结果表明孔径<100nm的微、小孔为孔体积的主要来源,煤储层孔隙度小于7%。低温液氮吸附实验结果表明孔径20-40nm的孔隙含量最高;核磁共振弛豫法在分析孔隙的孔径分布方面与压汞法具有等效性,测试结果表明孔径2.5-50nm的孔隙含量最高;核磁共振冻融法测试结果表明样品孔径集中分布... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤储层孔裂隙网络结构研究
        1.2.2 煤孔隙表征方法研究
        1.2.3 煤储层孔隙连通性研究
        1.2.4 煤层气吸附解吸特征研究
    1.3 研究问题的提出
    1.4 研究内容与方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究技术路线
        1.4.4 论文工作量
2 沁水盆地南部地质背景
    2.1 研究区地质概况
        2.1.1 含煤地层
        2.1.2 构造特征及演化
        2.1.3 沉积地质特征
        2.1.4 岩浆活动
        2.1.5 水文地质条件
    2.2 研究区煤储层特征
3 孔隙结构特征
    3.1 孔隙分类
    3.2 压汞法
        3.2.1 实验原理
        3.2.2 孔隙结构特征
    3.3 低温液氮吸附法
        3.3.1 实验原理
        3.3.2 孔隙结构特征
    3.4 核磁共振驰豫法
        3.4.1 实验原理
        3.4.2 孔隙结构特征
    3.5 核磁共振冻融法
        3.5.1 实验原理
        3.5.2 孔径分布
    3.6 小角X射线散射实验
        3.6.1 实验原理
        3.6.2 孔径分布
    3.7 场发射扫描电子显微镜
    3.8 孔隙结构综合分析
        3.8.1 孔隙度对比
        3.8.2 总孔体积与总孔比表面积对比
        3.8.3 孔径分布对比
    3.9 计算断层扫描(CT)技术
        3.9.1 CT成像原理
        3.9.2 CT实验系统
        3.9.3 显微CT扫描
        3.9.4 孔隙连通性综合表征
    3.10 本章小结
4 孔隙渗透率来源特征
    4.1 分形模型
        4.1.1 几何模型
        4.1.2 热力学模型
    4.2 煤孔隙分形维数
        4.2.1 基于传统几何模型的分形维数
        4.2.2 基于热力学模型的分形维数
    4.3 分形维数与渗透率贡献值的关系
    4.4 孔隙渗透性来源
    4.5 本章小结
5 煤储层条件下煤层气解吸-扩散-渗流机制
    5.1 煤层气解吸-扩散-渗流机制
    5.2 煤储层条件下煤层气的扩散行为
        5.2.1 煤层气扩散机理
        5.2.2 煤储层内煤层气的扩散模式
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤粒孔隙的分形模型与分形特性研究[J]. 何超,刘伟.  煤炭科学技术. 2017(07)
[2]基于三维空间表征的高阶煤连通孔隙发育特征[J]. 杨延辉,刘世奇,桑树勋,Jingsheng Ma,王鑫,王文峰,杨艳磊.  煤炭科学技术. 2016(10)
[3]深部中-高煤级煤储层孔隙结构与吸附性[J]. 许启鲁,黄文辉,唐书恒,刘贝,杨延绘,闫德宇,陆小霞.  现代地质. 2016(02)
[4]煤粒多尺度孔隙中瓦斯扩散机理及动扩散系数新模型[J]. 李志强,刘勇,许彦鹏,宋党育.  煤炭学报. 2016(03)
[5]应力作用下煤储层气液两相渗流实验研究[J]. 王建美,冯增朝,毛瑞彪,赵东,蔡婷婷.  煤炭技术. 2015(12)
[6]不同煤体结构煤的吸附性能及其孔隙结构特征[J]. 孟召平,刘珊珊,王保玉,田永东,武杰.  煤炭学报. 2015(08)
[7]华北地区北部中—上元古界泥页岩储层特征及页岩气资源潜力[J]. 牛露,朱如凯,王莉森,白斌,王拓,崔金钢.  石油学报. 2015(06)
[8]μCT技术研究煤的孔隙结构和分形特征[J]. 阎纪伟,要惠芳,李伟,康志勤,冯增朝.  中国矿业. 2015(06)
[9]Seepage law and permeability calculation of coal gas based on Klinkenberg effect[J]. 王登科,魏建平,付启超,刘勇,夏玉玲.  Journal of Central South University. 2015(05)
[10]低渗透煤层气产气通道渗流门限分析[J]. 张芬娜,李明忠,綦耀光,陈波,孟尚志.  中国矿业大学学报. 2015(06)

硕士论文
[1]灰分对气化焦裂纹孔隙的影响研究[D]. 陈小凯.中国矿业大学 2018
[2]沁水盆地南部高阶煤储层CO2-ECBM流体连续性过程模拟研究[D]. 刘书培.中国矿业大学 2017
[3]沁水盆地南部煤储层精细描述及物性主控因素分析[D]. 赵兴龙.中国地质大学（北京） 2011



本文编号：3203919