黔西地区龙潭组煤系泥页岩孔隙结构及分形特征研究
来源期刊：煤炭科学技术2020年第8期
论文作者：邓恩德 姜秉仁 高为 付炜
文章页码：184 - 190
关键词：煤系泥页岩;氮气吸附;孔隙结构;分形理论;黔西地区;
摘 要：为了研究煤系泥页岩微观孔隙结构特征,以黔西地区龙潭组煤系泥页岩为研究对象,基于扫描电镜及低温氮气吸附实验测试手段,定性和定量表征页岩孔隙特征,同时运用分形理论分析了其分形特征,并探讨了孔隙结构影响因素。结果表明:黔西地区龙潭组煤系泥页岩扫描电镜下观察到粒间孔、粒内孔、微裂缝及有机质孔4类,微裂缝大量发育,为烃类气体运移提供通道,仅见少量有机质孔隙;泥页岩氮气吸附等温线与Ⅳ型等温线相近,曲线均呈反"S"型,反映出主要为中孔,在高比压区（0.45<P/P0<1.0）形成滞后回线,表现为H2型的细颈广体的墨水瓶孔和H4型的狭缝型孔;孔径平均值为8.36 nm,以中孔为主,比表面积较大,平均为12.03 m2/g,总孔体积较大,平均为0.017 379 m3/g;采用FHH模型对低比压区（0<P/P0<0.45）和高比压区（0.45<P/P0<1.0）2个阶段进行计算分形维数（D1、D2）,分形维数较大,D1平均为2.576 3、D2平均为2.703 2;总有机碳含量对泥页岩BET比表面积和平均孔径影响较小,与BJH总孔体积呈一定的负相关性;矿物成分对泥页岩的孔径和比表面积有较大的影响,黏土矿物含量越低、石英含量越高,平均孔径越大,石英含量越高,比表面积越小;泥页岩比表面积越大、平均孔径越小,泥页岩黏土矿物含量越高、石英含量越低,分形维数越大,煤系泥页岩孔隙结构复杂,连通性较差,非均质性较强。
邓恩德1，姜秉仁1,2，高为1,2，付炜1
1. 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心2. 贵州省煤田地质局
摘 要：为了研究煤系泥页岩微观孔隙结构特征,以黔西地区龙潭组煤系泥页岩为研究对象,基于扫描电镜及低温氮气吸附实验测试手段,定性和定量表征页岩孔隙特征,同时运用分形理论分析了其分形特征,并探讨了孔隙结构影响因素。结果表明:黔西地区龙潭组煤系泥页岩扫描电镜下观察到粒间孔、粒内孔、微裂缝及有机质孔4类,微裂缝大量发育,为烃类气体运移提供通道,仅见少量有机质孔隙;泥页岩氮气吸附等温线与Ⅳ型等温线相近,曲线均呈反"S"型,反映出主要为中孔,在高比压区（0.45<P/P0<1.0）形成滞后回线,表现为H2型的细颈广体的墨水瓶孔和H4型的狭缝型孔;孔径平均值为8.36 nm,以中孔为主,比表面积较大,平均为12.03 m2/g,总孔体积较大,平均为0.017 379 m3/g;采用FHH模型对低比压区（0<P/P0<0.45）和高比压区（0.45<P/P0<1.0）2个阶段进行计算分形维数（D1、D2）,分形维数较大,D1平均为2.576 3、D2平均为2.703 2;总有机碳含量对泥页岩BET比表面积和平均孔径影响较小,与BJH总孔体积呈一定的负相关性;矿物成分对泥页岩的孔径和比表面积有较大的影响,黏土矿物含量越低、石英含量越高,平均孔径越大,石英含量越高,比表面积越小;泥页岩比表面积越大、平均孔径越小,泥页岩黏土矿物含量越高、石英含量越低,分形维数越大,煤系泥页岩孔隙结构复杂,连通性较差,非均质性较强。
关键词：煤系泥页岩;氮气吸附;孔隙结构;分形理论;黔西地区;
