鸡西盆地煤储层吸附孔特征及分形表征研究

为研究有利于煤层气勘探开发的煤储层孔隙结构特征,采集8个具代表性的鸡西盆地不同矿区煤岩样品进行了工业分析和低温液氮吸附试验.基于低温液氮吸附数据,采用分形几何学原理及方法定量表征了鸡西盆地煤储层吸附孔孔隙结构特征.运用Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型计算了吸附孔分形维数D1(相对压力为0～0.5)和D2(相对压力为0.5～1.0),并探讨了分形维数与孔隙结构、物质组成以及煤变质程度的关系.研究结果表明:研究区煤岩样品吸附孔的孔隙形态主要包括半封闭的狭缝形孔、开放性较好的平行板状孔以及墨水瓶或细颈瓶形孔3种类型.较小相对压力阶段分形维数D1变化范围1.38～2.74,平均为2.32,较大相对压力阶段分形维数D2变化2.30～2.84,平均为2.59.其中,D1表征煤吸附孔表面粗糙程度而D2表征吸附孔结构的不规则性,D1越高,孔比表面积越大;D2越高,平均孔径越小,微孔含量越高,孔隙内部非均质性越强.不同吸附回线类型的煤样分形维数D1呈现出Ⅲ类>Ⅱ类>Ⅰ类的规律,D2则呈现出Ⅲ类>Ⅰ类>Ⅱ类的规律,D1与水分、灰分以及镜质组含量均呈多项式分布,而D2与水分及镜质组含量呈现负相关关系,与灰分关系不明显.D1和D2与镜质体反射率Ro关系均不明显.