基于低温液氮吸附法的煤岩孔隙分形特征

摘要

为研究沁水盆地中高煤级煤的孔隙结构特征,采用低温液氮吸附实验测定了不同煤样比表面积及孔径分布数据,依据吸附-解吸曲线和分形维数对煤岩孔隙系统进行分类。结果表明:煤层微小孔较发育,具有比表面积适中(0.418~0.902 m^(2)/g)、平均孔径小(14.6~21.0 nm)、孔容小(0.00186~0.00453 cm^(3)/g)和低温氮吸量适中(1.5~3.0 mL/g)等特征,镜质体反射率为1.51%~2.19%,利于煤层气赋存;基于低温液氮等温吸附曲线,识别出半封闭状态狭缝型孔和平行板状孔、开放状态的平行板状孔和墨水瓶型孔,其中开放孔比封闭孔吸附量要大,墨水瓶型孔最利于煤层气解吸开发;结合孔隙分形特征可知过渡孔与微小孔划分标准为60 nm,煤级越高,孔隙表面形态越复杂,但对孔隙直径影响较小。