鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔隙结构特征差异及影响因素_吴见.pdf

第 45 卷 第 5 期 煤田地质与勘探 Vol. 45 No.5 2017 年 10 月 COAL GEOLOGY 2. Unconventional Oil 3. School of Energy Resources, China University of GeosciencesBeijing, Beijing 100083, China Abstract Based on the coal reservoir in eastern margin of Ordos basin, by vitrinite reflectance measurement and pressure mercury testing and cryogenic liquid nitrogen adsorption experiment, the characteristics and influence factors of pore structure were discussed and analyzed. The results show the porosity of coal reservoir in the study area is low, and the trend of the north to south is obviously lower. The coal reservoir is mainly based on the tran- sitional pores and micro pores. BET of coal reservoir is 1.26 m2/g, larger in the north. Due to the influence of the relative content of inertinite, the degree of compression and secondary pore, BJH of coal reservoir is 0.003 41 mL/g. With the increase of coal metamorphism, the porosity, BJH and BET of coal rank had a trend of “high-low-high”, and attained the minimal value when Rmax was 1.5. With the increase of stress of coal reservoir, the micro pores were closed, and the number of other types of pores was reduced, and the content of transitional pores increased relatively. In coal, the pore types of the adsorption changed from the closed type to open type. The stress acting on the development of coal had strong control effect, which is mainly reflected in the contribution of the large pores to CBM. Keywords coal reservoir; pore structure; coal metamorphism; stress ChaoXing 第 5 期 吴见等 鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔隙结构特征差异及影响因素 59 煤是一种非均质的、各向异性的多孔物质，国 内外学者长期以来将煤储层看成是由孔隙、裂隙组 成的“双重孔隙”结构系统[1-2]。煤储层孔隙系统的发 育特征强烈影响着煤储层的吸附、解吸、扩散及渗 透性，对煤层气的开采有很大影响，因而在煤层气 勘探过程中对煤储层孔隙结构发育特征的研究就显 得至关重要[3]。近年来，对煤储层孔隙结构研究较 为活跃，刘大锰等[4]认为煤储层孔裂隙非均质性主 要受控于煤变质作用、沉积环境、构造演化、岩浆 活动及其相互的叠合作用。张尚虎等[5]对沁水盆地 高煤阶煤储层孔隙度和孔隙结构研究发现不同的 成煤环境导致该区煤储层孔隙度低，孔隙结构以小 孔、微孔为主。赵兴龙等[6]研究发现煤储层孔隙度 和微孔体积随煤阶的增高呈现“高－低－高”的变 化规律。琚宜文等[7]、范俊佳等[8]对不同变形系列构 造煤的纳米孔隙研究发现，随着构造变形增强，煤 储层孔隙结构以微孔和亚微孔为主， 并出现极微孔， 连通性较差。 我国煤层气资源丰富，二十多年的煤层气勘探 开发表明，煤储层的低孔、低渗是制约我国煤层气 商业化的关键因素[9]。鄂尔多斯盆地东缘作为沁水 盆地外最热点的勘探开发区[10-11]， 煤阶南北跨度大、 埋深差异明显，导致该地区煤储层孔隙结构差异明 显，制约着该区煤层气的探勘开发。鉴于此，从煤 变质程度和应力出发，借助镜质体反射率、压汞和 低温液氮吸附实验等手段，探讨分析煤储层孔隙结 构差异发育特征，并分析煤变质程度和应力对孔隙 的影响。 1 区域地质背景 鄂尔多斯盆地东缘地跨内蒙古、陕西、山西 3 省，北起准格尔市，南抵铜川县–韩城市，西起神木– 佳县–宜川–带， 东到盆地边界， 沿黄河流域分布图 1。 工区南北长约 560 km，东西宽 50200 km，面积约 2.8 万 km2。区域构造上，该区位于鄂尔多斯盆地东 部晋西挠褶带、伊盟隆起和渭北隆起，受吕梁 隆起的直接影响，主导构造线近于南北走向，表现 为区域向 W、NW 向缓倾的大型单斜构造，向南在 澄城合阳一带地层整体向北倾[12]。鄂尔多斯盆地 东缘煤系主要为晚古生代石炭–二叠系太原组及二 叠系山西组。煤层总厚度北厚南薄。北部府谷煤层 累计厚度达 2035 m，中部柳林地区厚度在 1020 m，而南部铜川等地煤层总厚度仅 5 m 左右[13]。煤 层气区块包括准格尔、保德、临兴、柳林、石楼、 临汾、延川南、韩城，煤层埋深从北到南逐渐增大， 其中石楼、 临汾及延川南地区煤储层平均埋深 1 000 m 以下，研究区煤层的主要参数特征见表 1。 图 1 鄂尔多斯盆地东缘典型区块位置及采样点分布 Fig.1 Location of typical blocks and sampling points in the eastern margin of Ordos basin 表 1 鄂尔多斯盆地东缘煤层气主要勘探区煤储层参数 Table 1 Coal reservoir parameters in main exploration area of eastern Ordos basin 地区 地应力/MPa 含气量/m3t-1 孔隙度/ 试井渗透率/10-3 μm 平均埋深/m 保德 9.833.9/21.0 0.96.1/2.4 2.111.8/4.0 0.153.78/0.60 4581 123/760 柳林 10.133.3/20.0 4.215.8/8.1 2.17.6/5.2 0.0054.94/0.50 4881 056/740 石楼 21.943.5/29.37 5.7328.7/15.6 1.66.3/3.6 0.021.04/0.20 8801 643/1 200 延川南 18.934.8/27.85 2.120.8/9.4 1.97.1/5.2 0.0170.173 5/0.15 8981 289/1 100 韩城 16.135.4/26.1 1.221.1/9.9 1.87.7/5.7 0.022.25/0.30 5321 324/960 注表中数据 9.833.9/21.0 表示最小值最大值/平均值，其他同。 ChaoXing 60 煤田地质与勘探 第 45 卷 2 煤储层孔隙结构差异发育特征 前人根据孔径大小将煤岩孔隙分为大孔1 000 nm、 中孔1001 000 nm、小孔10100 nm和微孔 7. 2 nm、 ASAP2000 比表面仪及孔径分布测定仪测试范围 孔径为 1.7300 nm。测试结果见表 2 和表 3。 通过表 2 分析可知，鄂尔多斯盆地东缘主要煤 层的水分、灰分、挥发分含量差异明显，自北向南 水分、挥发分呈现逐渐降低的趋势；灰分呈现增加 的趋势；北部准格尔、保德地区低煤级煤中水分质 量分数较高，分别为 6.43、2.46，中部和南部地 区较低，同时，北部地区灰分为 6.8213.76，中 南部地区普遍大于 15，韩城地区大于 20。镜质 组含量自北向南逐渐增加。 研究区主要煤储层视孔隙度偏低，一般为 2.69.4，平均为 5.22，且自北向南呈明显降低 趋势表 3；煤储层的孔隙发育情况以小孔、微孔为 主，其中，小孔含量最大，其孔隙体积分数为 33 61.1，均值为 47.84；微孔为 14.940，平均 为 28.25；大孔次之，介于 3.5231.2，均值为 15.16； 中孔发育最差， 为 2.433， 平均为 8.75。 煤储层的 BET 比表面积为 0.088 85.472 m2/g， 平均 为 1.26 m2/g，其中北部煤储层比面积较大，平均 为 2.53 m2/g，中部和南部比表面积较小。煤储层 BJH 总孔容为 0.000 320.011 6 mL/g，平均为 0.003 41 mL/g。所有煤样平均孔直径介于 2.549 15.078 nm，平均为 8.475 8 nm。由此看出，鄂尔多 斯盆地东缘煤储层孔隙系统发育具有明显的差异 性，对该地区煤储层孔裂隙结构特征及影响因素的 分析具有十分重要的意义。 3 煤储层孔隙结构差异影响因素 3.1 煤变质程度 煤变质作用是影响煤储层孔隙、裂隙形成和发 育极其重要的因素，其对煤储层孔隙度、孔隙结构 及配置关系有重要影响[17]。对地质条件复杂的煤储 层而言，其物性特征首先受控于煤的演化程度，而 其他地质因素，包括应力、温度、压力对煤储层的 影响则只是在煤演化程度上的叠加。为了查明鄂尔 多斯盆地东缘煤储层物性的差异演化特点，首先需 要理清煤的演化程度对煤储层物性的控制作用。 鄂尔多斯盆地东缘南北具有差异沉降的特点， 使得该区煤储层埋深北浅南深，煤岩演化程度北低 南高。从北部的准格尔到南部的韩城地区，镜质体 反射率为 0.592.35， 中变质程度的烟煤占主导。 同一区块内的煤储层变质程度略有差异，但整体上 变化范围不大。 3.1.1 煤变质程度与孔隙度的关系 煤的孔隙度是煤中孔隙裂隙体积与煤总体积 之比用百分数表示，它是衡量煤储层储集性的一 表 2 鄂尔多斯盆地东缘样品工业分析及显微组分 Table 2 Proximate analysis and parameters of the samples and macerals in eastern margin of Ordos basin 工业分析/ 显微组分体积分数/ 地区 样品号 煤层号 层组 Mad Ad Vdaf 镜质组 惰质组 准格尔 HDG 6号 太原组 4.317.84/6.436.8211.37/8.7534.6138.92/37.1856.565.6/61.2 25.037.3/32.5 保德 BD 13号 太原组 2.102.72/2.469.1013.76/10.4832.5141.28/38.7661.678.4/69.8 16.526.3/22.8 柳林 HX 4号 山西组 0.691.12/0.815.8121.72/13.6517.5223.12/22.7276.584.5/79.2 12.620.7/18.4 柳林 L 9号 太原组 0.610.83/0.7411.8322.67/15.8919.4026.30/24.7876.880.1/78.6 17.822.0/19.5 石楼 S 5号 山西组 0.541.09/0.6814.9318.72/16.7413.6321.45/16.8775.682.4/77.9 17.319.8/18.6 延川南 Y 2号 山西组 0.571.02/0.7813.9421.8/17.488.6320.45/12.9373.784.5/78.9 14.221.8/17.9 韩城 XS 3号 山西组 0.320.42/0.3814.3626.38/20.6417.8225.28/21.8375.879.3/77.5 17.922.8/20.7 韩城 SSP 11号 太原组 0.240.26/0.2522.1727.82/25.009.7613.29/11.5378.884.3/81.6 10.414.8/12.6 注表中数据 4.317.84/6.43 表示最小值最大值/平均值，其他同。 ChaoXing 第 5 期 吴见等 鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔隙结构特征差异及影响因素 61 表 3 鄂尔多斯盆地东缘样品孔隙结构参数 Table 3 Pore structure parameters of samples in eastern margin of Ordos basin 压汞实验参数 液氮实验参数 孔隙体积分数/ 地区 样号 大孔 中孔 小孔 微孔 视孔隙 度/ 体积中值 直径/nm 平均孔隙 直径/nm 退汞效 率/ BET 比表面 积/m2g-1 BJH 总孔 体积/mLg-1 平均孔 直径/nm 反射 率/ HDG-1 7.2 12.4 58.9 21.5 8.7 11.9 19.8 33.1 2.335 0.003 0 5.724 0.59 HDG-2 6.8 17.3 54.2 21.7 9.4 12.7 16.4 48.8 1.381 0.005 8 5.029 0.61准格尔 HDG-3 6.5 14.8 59.5 19.2 7.3 13.7 17.7 44.6 1.515 0.002 7 7.594 0.63 BD-1 6.6 11.3 61.1 21 6.7 22.3 18.9 55.0 2.869 0.009 7 9.518 0.79 BD-2 5.8 7.5 55.6 31.2 5.4 17.1 16.1 69.1 2.276 0.009 5 9.507 0.71 BD-3 8.3 14.3 52.4 25 8.2 23.9 18.6 52.4 1.369 0.004 4 7.807 0.65 BD-4 8.4 14.8 51.8 25 8.9 17.8 16.9 55.9 1.507 0.003 9 15.078 0.75 BD-5 6.9 5.6 56.9 30.6 7.2 16.2 15.8 68.0 4.141 0.010 9 8.461 0.60 保德 BD-6 13.7 6.2 41.1 39 3.7 15.6 15.7 71.5 5.472 0.011 6 5.465 0.76 L-1 25.4 5.0 39.3 30.3 5.3 19.1 17.9 60.8 0.379 0.001 9 9.546 1.49 L-2 31.2 5.5 38.1 25.1 4.8 25.2 19.6 58.8 0.199 0.001 3 9.990 1.46 L-3 18.2 2.4 46.2 33.2 4.5 14.7 15.4 71.8 0.119 0.000 7 10.91 1.50 L-4 13.5 6.8 43.2 36.5 2.6 14 15.4 73.3 0.285 0.001 1 9.610 1.57 L-5 25.4 5.8 40.8 28 3.7 18.9 18.1 64.4 2.680 0.001 7 8.683 1.75 HX-1 18.7 5.2 42.4 33.7 3.7 15.2 16.7 51.3 0.154 0.000 6 4.701 1.26 HX-2 16.9 5.8 46.3 31 3.8 14.1 15.3 38.6 0.159 0.000 6 5.652 1.28 HX-3 14.5 8.2 41.5 35.8 3.2 14.6 15.7 68.1 0.089 0.000 5 5.467 1.29 HX-4 23.6 5.8 42.8 27.8 5.2 17.7 15.9 40.6 0.195 0.000 7 5.087 1.33 柳林 HX-5 13.1 5.2 54.1 27.5 3.9 16.6 16.4 71.3 0.281 0.001 5 9.956 1.41 S-1 24.4 8.7 46.3 20.6 5.8 17.6 17.3 59.7 1.310 0.006 1 11.260 1.78 S-2 18.7 5.9 41.7 33.7 5.3 16.5 16.3 63.5 0.595 0.002 2 13.590 1.92 S-3 13.9 7.8 42.9 35.4 4.6 14.9 16.8 62.9 2.439 0.001 0 2.549 1.83 石楼 S-4 15.8 10.6 42.4 31.2 4.9 15.8 15.6 66.4 0.575 0.001 6 12.030 2.02 Y-1 19.9 12 45.2 22.9 4.4 22.3 19.8 60.7 0.392 0.002 0 9.689 1.98 Y-2 15.2 5.7 53 26 4.5 18.2 17.3 68.0 1.550 0.007 1 10.100 1.87延川南 Y-3 19.1 33 33 14.9 7.0 168.5 29.1 44.7 0.557 0.001 9 8.035 2.02 SSP-1 13.7 2.6 58.2 25.5 2.6 17.9 17.8 69.2 1.305 0.002 0 4.867 1.79 SSP-2 10.9 2.7 57 29.4 3.2 15.6 15.6 67.4 0.655 0.003 7 10.680 2.13 XS-1 18.8 3.9 49.9 27.4 4.5 17.3 17.1 66.6 0.200 0.000 8 7.636 1.81 XS-2 18.9 12.7 43.3 25.1 6.8 21.7 19.9 57.5 2.306 0.005 2 6.831 2.38 XS-3 21.3 4.7 45.3 28.7 3.7 17.3 17.1 66.5 0.608 0.002 8 9.481 1.84 韩城 H-1 3.52 10.03 46.45 40 4.6 18.6 17.5 65.9 0.128 0.000 3 10.700 1.87 个重要参数[18]。研究发现，该区孔隙度随着煤变质 程度增大呈现“高低高”的变化规律图 2。Rmax 值低时，煤中惰质组相对含量较高表 2， 惰质组保 存着明显的植物细胞结构，在埋藏过程中胞腔被挤 压成长轴垂直于压力轴的扁平孔隙，形成微裂隙， 不但可以成为连接割理与基质孔隙的桥梁，而且可 以减少与外界不连通的基质死孔隙的数量[19]，同 时，惰质组具有完整发达的孔隙系统，孔径分布范 围广，大孔、中孔及小孔分布的比例相对较高，平 均孔径大[20]，再加之煤岩受到的压实、收缩尚不够 强烈，造成 Rmax值低时，煤岩孔隙度较大。随着变 图 2 孔隙度与煤变质程度的关系 Fig.2 Relationship between porosity and degree of coal metamorphism ChaoXing 62 煤田地质与勘探 第 45 卷 质程度的增加0.591.5， 煤中惰质组含量减少， 煤中的大孔、中孔及小孔比例减小，同时，煤中镜 质组含量上升，镜质组和惰质组相比，微孔比例相 对较高[20]，同时，煤岩受到压实、收缩作用增强， 各级孔隙不断压缩，煤岩孔隙度减小。当 Rmax值为 1.5左右时，孔隙度最低，当变质程度继续增加 1.52.38，煤岩分子排列趋于规则化，生烃能 力增强，大量气体生成使得次生孔隙增加，煤岩孔 隙度增大。 3.1.2 煤变质程度与吸附孔隙结构的关系 由于煤中甲烷大多以吸附状态存储于煤层中， 因此，煤岩吸附孔隙结构对煤层气的富集具有决定 作用， 开展煤储层吸附孔隙结构研究至关重要[21-22]。 研究发现， BJH 总体积和 BET 比表面积随着煤变质 程度的增加呈现“大小大”的变化规律图 3， 图 4。当 Rmax值低时，煤中惰质组相对含量较高， 惰质组的大孔、 中孔以及小孔分布的比例相对较高， 平均孔径大[20]，BJH 总体积较高，随着变质程度的 增加0.591.5，煤中惰质组相对含量降低，煤 中的大孔、中孔以及小孔比例减小，加之煤岩压实， 各级孔隙体积不断减小，BJH 总体积不断减小，当 Rmax值为 1.5左右时，BJH 总体积最低，当变质程 度继续增加1.52.38，纳米级热成因孔不断增 加，同时，也有一定数量的微米级热成因孔和裂缝 孔大孔产生， BJH 总体积变大。当煤岩比表面积 较大时，表明其具有更强的吸附能力，而比表面积 的主要贡献者为微孔，一般认为，随着煤级的升高， 煤的吸附能力不断增加，那么其比表面积也应该升 高[23]，但是此次结果与该观点不尽相同。随着煤变 质程度的增加， 煤中各级孔隙所占比例均发生明显的 变化，整体上体现为微孔的增加，大孔和中孔降低； 同时， BJH 总体积随着煤变质程度而变化， 因而微孔 含量也将随之变化， 加之受煤中水分、 煤化学成分和 分子结构的影响，最终导致 BET 比表面积与 BJH 总 体积一样，呈现“大小大”的变化规律。 图 3 BJH 总体积与煤变质程度的关系 Fig.3 Relationship between the total volume of BJH and the degree of coal metamorphism 图 4 BET 比表面与煤变质程度的关系 Fig.4 Relationship between the BET ratio and the degree of coal metamorphism 3.2 应 力 煤岩是一种不同于无机岩的有机岩类，它受应 力的影响更为明显。鄂尔多斯盆地东缘煤储层埋深 差异明显表 1，埋深带来的较高地温、较高地应 力、较高流体压力，导致煤岩体内弹性应变能高度 聚集，应力或解吸诱导的煤基块收缩与热力或吸附 导致的煤基块膨胀并存，更加深刻地影响到煤储层 孔隙性[24]。因而，研究该区煤储层物性的差异特 征，必须考虑应力对煤储层物性的控制作用。 为了研究应力对煤储层孔隙结构的影响，以不 同煤体结构的煤储层物性的差异分析为切入点，力 求在煤体结构和煤储层物性的相互关系方面取得突 破，查明应力对煤储层物性的控制作用。为此，本 文采集了韩城地区的原生结构煤H-1、碎裂煤 表 4 不同煤体结构基本参数及宏观煤岩描述 Table 4 Basic parameters and macroscopic description of coal of different coal structure 工业分析/ 显微组分体积分数/ 样品编号 煤体结构 反射率/ Mad Ad Vdaf 镜质组 惰质组 宏观煤岩描述 H-1 原生煤 1.87 0.97 13.057.57 80.3 14.8 煤岩条带结构明显，原生构造可见，坚硬 H-2 碎裂煤 1.85 0.84 11.3313.8777.2 16.4 煤岩原生结构较完整，层状构造，煤岩内 部具有层间滑动，有滑移面；较硬 H-3 碎粒煤 1.83 1.22 6.38 14.8479.8 15.4 煤岩原生结构破坏，层理不连续，裂隙不 发育，手拭强度较低，可捏成小颗粒 H-4 糜棱煤 1.64 0.93 11.7315.5375.8 17.5 煤岩原生结构完全破坏，裂隙难辨，层理 消失，手拭强度低，易成粉末 ChaoXing 第 5 期 吴见等 鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔隙结构特征差异及影响因素 63 H-2、碎粒煤H-3糜棱煤H-4，并对所有样品进 行煤的镜质体反射率、煤岩显微组分定量、煤质等 基础项目测试表 4。同时，对 4 个样品进行液氮吸 附实验和压汞实验，以分析应力对煤储层孔隙结构 的影响。 3.2.1 应力与吸附孔隙结构关系 从表 5 可以看出，4 块煤样的液氮吸附实验结 果具有较好的相关性。原生结构煤、碎裂煤、碎粒 煤、糜棱煤所受到的构造应力依次增大，随着应力 的增强，煤体破坏程度加大，4 个煤岩样品的 BET 比表面积和 BJH 总孔体积依次升高。从原生结构煤 到糜棱煤小孔体积分数从 18.36变为 64.48，平均 孔直径也从 10.7 nm 增大到 17.3 nm，微小孔的平均 孔直径与微小孔含量呈现出较好的正相关关系。随 着应力作用的增强，微孔被压缩趋于闭合，小孔 变为更加小的孔隙，大孔和中孔变为小孔，相对而 言，微孔数量的减少要大于小孔数量的减少，因此， 小孔含量相对增加。 4 块煤样的液氮吸/脱附曲线呈现不同的形态 图 5，其中，糜棱煤与其他煤样存在较大的差异。 原生结构煤、碎裂煤和碎粒煤最大吸附量较小，均 在 0.5 mL/g 以下，吸附曲线整体比较平缓；当压力 接近 p0时，糜棱煤吸附曲线变陡，吸附量迅速增加， 最大吸附量为 1.94 mL/g。原生结构煤和碎裂煤吸/脱 附曲线近乎重合，孔隙多为一端封闭型孔；碎粒煤和 糜棱煤吸/脱附曲线存在较为明显的吸附回线， 反映的 孔隙类型是开放型的圆筒孔和平行板状孔。 总体而言， 随着应力的增加，吸附能力为糜棱煤碎粒煤＞碎裂 煤原生结构煤，煤中吸附孔隙类型由封闭型孔变为 开放型孔，煤岩的吸附能力和孔隙类型变好。 表 5 不同煤体结构液氮吸附实验测试数据表 Table 5 Test data of nitrogen adsorption in different coal structure 孔径段孔隙体积分数/ 样品编号 煤体结构 BET 比表面积/m2g-1 BJH 总孔体积/mLg-1平均孔直径/nm 小孔 微孔 H-1 原生煤 0.128 0.000 32 10.7 18.36 81.64 H-2 碎裂煤 0.215 0.000 64 11.6 30.75 69.25 H-3 碎粒煤 0.313 0.001 05 12.8 43.64 56.36 H-4 糜棱煤 0.648 0.002 79 17.3 64.48 35.52 图 5 不同煤体结构液氮孔隙模型 Fig.5 Pore model of nitrogen adsorption in different coal structure 3.2.2 应力与渗流孔隙结构关系 压汞测试方法常用于研究煤储层渗流孔隙结 构，压汞法可以定量得到孔径大于 3.75 nm 的孔隙 参数[25]，这种方法在测试煤的渗流孔隙结构上具有 一定的优势。一般认为汞被压入煤岩孔隙的排驱压 力越低，进汞饱和度和退汞效率越高，煤的渗流孔 隙结构越好，渗透性越高。 从表 6 可以看出，4 块煤样的微、小孔含量相 当，大、中孔含量差异较大。其中，碎粒煤的大孔 体积分数最高，达 14.52，其他煤样大孔体积分数 均低于 5。原生结构煤的大孔体积分数为 3.52， 随着应力的增加，煤岩的部分大孔转化为中孔，碎 裂煤的大孔体积分数为 2.89；当应力持续增加后， 煤体破裂，产生大量的孔裂隙，大孔含量增加；随着 应力进一步加大， 煤岩结构严重破坏， 大孔体积分数 降低，低于 5。同时，在通过压汞测试的进、退汞 曲线形态分析煤的渗流孔隙结构时图 6，发现 4 表 6 不同煤体结构压汞孔隙测试数据 Table 6 Test data of mercury intrusion in different coal structure 压汞孔径段孔隙体积分数/ 样品编号 进汞饱和度/ 退汞效率/ 排驱压力/MPa 大孔 中孔 微小孔 H-1 34.87 65.91 8.64 3.52 10.03 86.45 H-2 29.86 53.57 6.12 2.89 16.04 81.07 H-3 67.36 61.48 0.07 14.52 5.98 79.50 H-4 27.38 33.45 2.18 4.91 12.62 82.47 ChaoXing 64 煤田地质与勘探 第 45 卷 块样品的压汞测试的进、退汞曲线形态显示出较大 的差异。碎粒煤的进汞饱和度和退汞效率最高，排 驱压力pc低，渗流条件最好，而糜棱煤的进汞饱和 度和退汞效率都较低，排驱压力高，渗流条件最差， 原生结构煤和碎裂煤基本相当，渗流条件一般。表 明应力作用对煤岩的渗流孔隙的发育具有较强的控 制作用，主要体现在煤岩中大孔对煤层气的贡献要 优于其他孔隙。 图 6 不同煤体结构压汞曲线 Fig.6 Mercury injection curves of different coals structure 4 结 论 a. 鄂尔多斯盆地东缘煤储层视孔隙度偏低，且 自北向南呈明显降低趋势，煤储层的孔隙发育情况 以小孔、微孔为主，尤以小孔占优；煤储层的 BET 比表面积为 0.088 85.472 m2/g，平均为 1.26 m2/g， 其中北部煤储层比面积较大，平均 2.53 m2/g，中 部和南部比表面积较小；煤储层 BJH 总孔容为 0.000 320.011 6 mL/g，平均 0.003 41mL/g。 b. 研究区煤储层的孔隙结构首先受控于煤的演 化程度随着煤变质程度的增加，煤岩的孔隙度、 BJH 总体积和 BET 比表面积呈现“大小大”的 变化规律，当 Rmax值为 1.5左右时，均为最小值。 c. 其次煤储层的孔隙结构受控于应力的变化 应力增加，微孔趋于闭合，其他各类孔数量均减小， 但微孔数量的减少要大于小孔数量的减少， 因此小孔 含量相对增加； 随着应力的增强， 煤岩吸附孔隙的吸 附能力和孔隙类型变好， 煤中吸附孔隙类型由封闭型 孔变为开放型孔； 应力作用对煤岩的渗流孔隙的发育 具有较强的控制作用， 主要体现在煤岩中大孔对煤层 气的贡献要优于其他孔隙。 参考文献 [1] CLOSE J C. 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