鄂尔多斯盆地中东部深部煤储层孔隙多尺度联合表征及多重分形特征

摘要

近年来我国深部煤层气勘探开发取得重大突破，展示出广阔的开发前景，但深部煤层气地质条件与浅部存在显著差异，探究深部储层孔隙结构特征对提高深部煤层气开发效率至关重要。以鄂尔多斯盆地中东部本溪组8#煤层为研究对象，联合采用低温CO2吸附、低温N2吸附、高压压汞等实验手段，结合多重分形理论，对深部煤储层微孔（<2 nm）、介孔（2～50 nm）和宏孔（> 50 nm）的孔隙特征及非均质性进行定量表征。研究结果表明，深部煤储层孔隙表现为微孔或微孔-宏孔优势型，其中微孔孔径呈双峰型分布，0.3～0.4 nm和0.4～0.8 nm为优势孔径段；介孔孔径呈单峰分布，3～11 nm为优势孔径段；宏孔孔径分布近似单调递减，50～100 nm为优势孔径段；微孔和宏孔相对发育，介孔较少。深部煤样微孔、介孔、宏孔的广义维数谱[D(q)-q]均呈反“S”形态，多重分形奇异谱[f(α)-α]均呈上凸抛物线形态，多重分形特征明显。其中，相比于介孔，微孔的Δα （奇异谱宽）较小和H (Hurst指数)较大，宏孔则反之，表明深部煤储层微孔均质性和连通性较高。本研究为深部储层孔隙结构及非均质性定量化评价提供了理论依据。

关键词

全孔径 / 多重分形 / 非均质性 / 深部煤层 / 本溪组 / 石炭系 / 鄂尔多斯盆地