姚桥矿7号煤层垂向孔隙结构及分形特征研究

摘要

煤孔隙结构特征对煤储层流体的赋存与运移起关键作用。为研究姚桥矿7号煤层的孔隙特征,采用刻槽取样法自下而上等距采样,选取不同深度的9个样品,通过低温液氮吸附和低场核磁共振等实验方法进行测试,结合分形理论,系统分析了7号煤层的孔隙结构特征,探讨了各孔隙参数和分形维数在垂向上的变化趋势。研究表明:样品低温液氮吸脱曲线可分为L1、L2和L3三种类型,低场核磁共振T_(2)谱均呈三峰分布;煤样孔隙微孔和过渡孔较为发育,微孔和过渡孔提供主要的比表面积、孔体积,BET比表面积为0.722~1.199 m^(2)/g,BJH比表面积为0.941~1.535 m^(2)/g,BJH总孔容为0.00297~0.00476 cm^(3)/g,比表面积与孔体积垂向上呈不规则“M”状分布,平均孔径为12.832~15.100nm,在垂向上呈倒“M”状分布;低温液氮吸附实验分形维数可分为表面分形维数和结构分形维数,表面分形维数D_(1)为2.306~2.374,结构分形维数D_(2)为2.592~2.624,低场核磁共振实验表明,煤样整体分形维数D_(NMR)为2.326~2.436,渗流孔分形维数D_(2)为2.790~2.966,裂隙分形维数D_(3)为2.966~2.993,呈现出D_(3)>D_(2)>D_(NMR)的趋势。对姚桥矿7号煤层孔隙特征的研究,为该煤层储层物性的研究提供了重要依据,也为该研究区其他煤层孔隙特征的研究提供了重要借鉴意义。