多尺度联合表征的低阶煤不同宏观煤岩成分孔隙特征差异

摘要

为探究低阶煤不同宏观煤岩成分孔隙特征差异，以黄陇侏罗纪煤田园子沟井田延安组低阶煤为研究对象，运用高压压汞试验、液氮吸附、二氧化碳吸附、核磁共振及扫描电镜等方法对比分析低煤阶镜煤和暗煤的孔隙特征差异。结果表明：镜煤微米级孔隙不发育，但是镜煤性脆，在内外应力作用下易发生破裂产生微裂隙，而暗煤微米级孔隙则相对发育，主要为原生纤维结构和胞腔孔，偶见原生屑间孔和气孔；暗煤的有效孔隙度明显大于镜煤，煤中部分孔隙是闭孔和不连通孔隙，暗煤孔隙的连通性优于镜煤；镜煤的孔隙体积和比表面积均大于暗煤，镜煤的微孔和裂隙发育，而暗煤的介孔较为发育；在相对压力小于0.5阶段，镜煤介孔的分形维数小于暗煤，镜煤孔隙表面比暗煤平滑；基于压汞法计算大孔的分形维数发现，在孔径50～1 000 nm区间，镜煤大孔的分形维数大于暗煤，镜煤大孔结构更加复杂，在孔径>1 000 nm区间，镜煤的平均分形维数小于暗煤，镜煤裂隙发育，渗流能力较强。研究成果对进一步认识煤的孔隙结构特征以及对煤层气的吸附解吸机理研究具有重要意义。

关键词

宏观煤岩成分 / 低阶煤 / 孔隙特征 / 联合表征 / 分形维数