低透气性煤孔隙结构连通率对煤层渗透性的影响规律研究

严 敏，张彬彬，李锦良，张坤尹，周 明，闫冬洁

（1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安710054；2.教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西 西安710054；3.华东理工大学 承压系统与安全教育部重点实验室，上海200237）

煤炭是我国的主要能源，在我国能源生产与消费结构中占比较高。据统计，到2050 年我国煤炭消费预估在25～30 亿t，仍然是支撑社会发展的重要能源[1]，随着煤矿采掘深度的不断增加，煤矿开采也逐步进入深部开采阶段，由于深部煤层中低透气性煤占绝大部分，且低透气性煤层孔隙结构复杂，开采难度也逐步增大[2]，严重制约煤层气的开发与勘探[3]。煤层的孔隙结构是决定煤层气的运移规律的重要因素[4]，掌握煤储层的孔裂隙结构是研究煤层渗透性的基础。因此，研究煤岩的孔裂隙结构特征及其对煤层渗透性的影响对于提高煤层气开发水平、减少瓦斯事故有着非常重要的意义。对于煤体的孔隙结构特征及其对煤层渗透性的影响，国内外许多学者已经做了大量的研究[5-10]。这些研究内容仅对煤体的孔隙结构和渗透性进行了表征，并未突出孔隙之间连通性对于煤体渗透性的影响，而煤体孔隙结构连通性则是控制煤体渗透性的关键。基于此，采用低透气性煤为研究对象，利用核磁共振技术获得不同孔隙率煤的孔隙结构数据，分析煤体的孔隙结构特征，并提出基于核磁共振数据的孔隙连通率计算模型，分析煤体孔隙连通性，最后综合煤体孔隙结构特征和孔隙连通率，分析其与渗透率的关系。……