不同煤体结构煤的孔隙–裂隙分形特征及其对渗透性的影响

叶桢妮^1,2，侯恩科¹，段中会²，文强¹，黄美涛³，贺丹²

1. 西安科技大学地质与环境学院2. 国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室3. 陕西郭家河煤业有限责任公司

摘 要：煤的孔隙–裂隙结构特征是研究储层渗透性的关键问题。为了定量描述孔隙–裂隙结构的复杂程度,以黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河井田原生结构煤和碎裂结构煤为研究对象,基于压汞实验数据和扫描电镜(SEM)图像,采用Menger分形模型和计盒维数方法,分别计算不同煤体结构煤的孔隙–裂隙分形维数;同时采用不同孔径段的孔隙体积比作为权重值,计算得到孔隙综合分形维数,探讨孔隙–裂隙结构分形维数和渗透率之间的关系。研究结果表明,脆性构造变形作用对孔隙整体复杂性,裂隙孔、渗流孔复杂性以及微观裂隙复杂程度均具有积极改造作用,对吸附孔结构复杂性具有均一化作用;微观裂隙分形维数与渗透率具有较高非线性关系,脆性构造作用改造下形成的碎裂煤,其具有的孔隙–裂隙结构优势配比是决定储层高渗透性的关键。因此,建议优先考虑弱脆性变形的碎裂结构煤为主体的断层、向斜和背斜区域进行煤层气抽采。

关键词：原生结构煤;碎裂结构煤;孔隙–裂隙结构;分形维数;渗透率;黄陇煤田永陇矿区;