二连盆地霍林河煤田低阶煤孔隙结构模式及气液流动规律

发布时间：2020-06-21 19:11

【摘要】：在系统总结二连盆地霍林河煤田低阶煤地质背景的基础上,结合研究区低阶煤储层基本特征,通过高压压汞测试、低温液氮和二氧化碳吸附、等温吸附以及气水相对渗透率等实验,分析了低阶煤孔隙结构特征,建立了低阶煤的全尺度孔隙结构模型,阐明了各因素对于孔隙结构的控制作用,查明了低阶煤储层中吸附/解吸、扩散以及气水两相相对流动的特征及其控制因素。结果显示,研究区低阶煤孔隙整体表现为微孔孔容中孔孔容大孔孔容过渡孔孔容,且孔比表面积贡献主要来自于微孔。基于高斯峰累积模型和幂函数模型组成的分段函数,定量表征了低阶煤全尺度孔隙结构模式。Langmuir体积和Langmuir压力主要受控于微孔和过渡孔,其次为腐植组含量和中值粒径。随着扩散时间的延长,甲烷和氦气扩散均呈现出扩散量增大且后逐渐趋于恒定的趋势。平衡压力越高,相同时间内甲烷和氦气的扩散量越大,起始扩散速度越快。氦气扩散在极短的时间内即达到平衡或接近平衡状态,而甲烷的扩散—平衡存在显著的变化过程,揭示了甲烷扩散速率慢,解吸可能需要一定时间。随着平衡压力的增加,霍林河低阶煤中的扩散类型逐渐由过渡型扩散向Fick型扩散转变。随着有效应力的增加,气水相渗曲线各特征参数均呈规律性变化。孔隙连通好、实测渗透率高的样品相比于渗透率相对较低的样品气水相渗曲线整体向左偏移,且具有两相共渗区范围宽、束缚水饱和度较低、残余气饱和度较高、束缚水饱和度处的气相相对渗透率较低、残余气处的液相相对渗透率较低的特点。初步建立了霍林河低阶煤储层气、液两相流体随流体饱和度和有效应力变化的综合响应模型,模型预测结果与实测值吻合度较高。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13
【图文】：

低阶煤,孔隙结构,解吸,控制作用

硕士学位论文第三阶段：数据分析依据（1）和（2）数据结果，重点查明低阶煤中有机与无机组分空间发育特征，确定不同孔隙测试手段的阈值孔径，建立低阶煤全尺度孔隙结构表征模型，探讨各因素对于孔隙结构的控制作用。在上述研究成果的基础上，结合（3）和（4）的测试结果，总结低阶煤储层吸附、解吸、扩散以及气液两相渗流特征，进一步探讨各因素对低阶煤吸附、解吸、扩散以及气水两相渗流过程的控制作用。第四阶段：撰写论文汇总成果，深化认识，撰写学位论文。

露天矿,普查区,煤田,露天

2 Geological background霍林河煤田（含煤凹陷）地处二连盆地群霍林河盆地，包括四个勘探区，由北向南依次为北部普查区、沙尔呼热区、二露天区和西南普查区，总含煤面积443.8 km2，总地质储量 119.2 亿吨。本章在总结大量煤田地质勘探资料的基础上，从地理特征、构造特征以及水文地质特征等入手，系统地对研究区的地质背景进行研究阐述，为后续研究奠定基础。2.1 自然地理概况（Physical geographic survey）霍林河煤田位于中国内蒙古自治区通辽市北端，南邻赤峰市阿鲁科尔沁旗，西北与锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗毗连。煤田长 60 km，呈北东—南西条带展布，宽平均 9 km，面积 540 km2。霍林河煤田一号露天矿（进一步可划分为南露天矿和北露天矿）位于煤田北部沙尔呼热露天区，南北长 10 km，东西宽 3.4 km。地理坐标为：东经 119°33′36.46″~119°37′33.86″，北纬 45°27′11.17″~45°32′59.12″，属于剥蚀丘陵和山间河谷平原地带，海拔标高 820~1350 km。南露天矿分布于河谷平原地带，北露天矿分布于丘陵地带。

【参考文献】