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摘要
针对四川盆地南部筠连地区煤层气井挑选了16个镜质组含量大于75%和7个惰质组含量大于75%的高阶煤样,进行了扫描电镜、低温氮气吸附实验和核磁共振物性测试分析,对富镜质组和富惰质组高阶煤的纳米级孔隙结构特征进行了系统的定性和定量对比研究。研究结果表明:惰质组相对于镜质组原生孔(植物组织孔)更为发育,而后生孔(气孔)和外生孔(角砾孔和破裂孔)在镜质组中更为发育;富镜质组和富惰质组高阶煤均具有复杂的纳米级孔隙结构,然而富惰质组高阶煤孔隙形态更为复杂特殊(墨水瓶状孔更为发育);富镜质组和富惰质组高阶煤的吸附曲线形态在初始阶段(p/p0<0.05)存在明显的差异,富惰质组煤样的吸附曲线在初始阶段(p/p0<0.05)均出现快速上升的现象,而富镜质组煤样在该阶段均呈现出缓缓上升的特点,由此得出惰质组中含有更多孔径小于0.64 nm的分子级孔;富惰质组高阶煤中平均孔比表面积、平均孔体积及氮气吸附量均大于富镜质组高阶煤,二者纳米孔隙平均孔径相近;富镜质组和富惰质组高阶煤中对孔比表面积起到主要贡献的孔径均分布在2～4 nm,可推测两种煤中小于4 nm的孔隙在各级孔中所占比例最大;富镜质组高阶煤中平均孔径对孔容具有明显贡献的主要为大于10 nm的孔,而惰质组中平均孔径从2 nm开始便具有了明显贡献,由此得出2～10 nm的纳米孔在惰质组中更为发育;镜质组和惰质组中的孔隙度、渗透率和束缚水饱和度的值接近,且孔隙度与渗透率之间具有非常明显的指数正相关关系;富镜质组高阶煤中束缚水饱和度与孔隙度之间没有明显的相关关系,而束缚水饱和度与渗透率之间具有较好的负相关性;富惰质组高阶煤中束缚水饱和度与孔隙度和渗透率均具有较为明显的负相关性。
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