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摘要
盖层的封盖能力对煤层气藏的保存起着至关重要的作用。为研究盖层的封盖能力,本文采集了五种不同岩性的盖层岩样(包括:新近系黏土岩、古近系红层、二叠系砂岩、二叠系泥岩和二叠系粉砂岩),综合采用显微结构观测、孔隙结构测量和扩散性能测定相结合的实验方法开展相关研究。研究结果表明:泥岩、粉砂岩由于其所具有的结构致密、孔隙率低、孔径分布以微孔和小孔为主以及孔喉比高等特征,是煤层气保存较为理想的盖层;甲烷在泥岩和粉砂岩中的扩散系数约为砂岩的6倍、粘土岩和红层的90倍。为进一步对煤层气通过盖层的逸散情况进行评价,本文构建了一维的煤层气扩散模型。建模分析结果显示:在相同盖层厚度条件下,泥岩、粉砂岩对煤层气的封盖能力是黏土岩和红层的近100倍、砂岩的近17倍。因此当煤层的盖层由黏土岩、红层或砂岩组成时,其下部煤层所遭受的瓦斯逸散作用将更为强烈。许疃煤矿Ⅲ3采区的开采实践验证了上述结论,许疃煤矿的开采实践表明:与二叠系岩层(泥岩、砂岩、粉砂岩)相比古近系红层下方煤层的煤层气含量出现显著降低。
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