热作用下泥岩与砂岩孔隙结构演化及其对封闭性的影响

摘要

探讨煤地下气化热作用下盖层岩石（泥岩、砂岩）微观结构与孔渗、封闭性的演化特征．选取准噶尔盆地百口泉地区西山窑组泥岩与砂岩样品，采用扫描电子显微镜观测不同温度下（25～1 200℃）岩石微观结构变化；结合覆压孔渗和突破压力数据，分析热作用对岩石孔渗及封闭能力的影响．结果表明：（1）泥岩富含黏土矿物，其热响应主要表现为黏土矿物脱水、裂解及熔融，导致泥岩微裂隙扩展、新生裂隙增长；砂岩富含石英、长石，受热后以膨胀和矿物熔融为主，裂隙扩展，连通性增加．（2）覆压孔渗实验表明，泥岩孔隙度、渗透率在1～12 MPa范围内迅速下降，随后趋于稳定；砂岩的对应区间为1～16 MPa和16～36 MPa.900～1 200℃时，两类岩石孔隙度、渗透率均达到峰值，随后因矿物熔融堵塞而下降．（3）25～300℃时，泥岩突破压力因黏土矿物脱水骤降，砂岩因石英热膨胀适度增大；300～1 200℃时，两者随温度的升高突破压力剧降；温度高于600℃后，盖层岩石完全丧失封闭能力．

关键词

煤地下气化 / 泥岩-砂岩对比 / 孔隙结构演化 / 热损伤机制 / 盖层封闭性