新疆地区低煤阶煤层孔隙特征实验评价研究

张 相 王 刚 杨曙光

(1.新疆煤田地质局，新疆 830009；2.新疆煤田地质局煤层气研究开发中心，新疆 830091)

煤储层作为煤层气的载体，构成煤层气产能的基础，包括孔隙结构、裂隙结构和孔渗性等煤层气储层物性及含气性是煤层气开采的基础要素。煤层气储层的孔裂隙是煤层气储集场所，也是煤层气气体运移通道。煤中孔隙的性质(如大小、形态及其发育规律)直接关系到煤层气(主要是甲烷)的吸附性、解吸性及其在煤层中的扩散和渗流特性。

近年来，研究煤的孔隙特征已成为煤层气储层评价与开发的基础性工作。而目前针对煤储层孔径分布的研究多采用单一的手段，比如压汞实验、气体(N2、CO2)吸附实验、核磁共振实验、小角中子/X射线散射等，都无法对煤储层孔径分布进行全尺度表征。本研究以新疆低煤阶煤样为研究对象，通过低温N2吸附实验、低温CO2吸附实验以及高压压汞实验相结合的方法，分析低煤阶煤煤层的全孔径分布特征。

1 煤的压汞实验

煤气层的赋存状态跟煤储层孔隙结构特征关系密切，煤层气开发过程中的渗流过程与煤储层孔裂隙系统的发育也息息相关。煤储层具有独特的双重孔、裂隙系统，不仅包含大量切割煤基质块体的常规裂隙，而且在基质块体中发育着大量的基质孔隙和微裂隙。根据孔隙类型，可将煤的孔隙主要分为原生孔、次生孔、变质孔和矿物质孔。此外，可进一步细分分为胞腔孔、气孔、角砾孔、铸模孔、晶间孔等。

根据压汞实验测试，新疆低煤阶煤样的孔隙中值半径在6.96nm～8.04nm。……