沁水盆地南部3#煤儲層為中國典型的無煙煤儲層,也是目前煤層氣開發(fā)的主要產(chǎn)層,其孔隙結(jié)構(gòu)連通性如何直接決定了抽采過程中煤層氣的解吸-擴(kuò)散-滲流過程,制約了煤層氣地面直井抽采效率,是煤層氣井獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵所在。本文以沁水盆地南部3#煤儲層為研究對象,采用壓汞法、低溫液氮吸附法、核磁共振馳豫法、核磁共振凍融法、小角X射線散射法以及掃描電子顯微鏡分析了沁水盆地南部煤儲層孔隙發(fā)育特征;通過CT掃描對煤儲層孔隙結(jié)構(gòu)的三維可視化重構(gòu),提取了測試樣品中的孔隙結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù),對煤儲層孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育特征及其連通性進(jìn)行綜合系統(tǒng)的研究;通過傳統(tǒng)幾何分形模型和熱力學(xué)分形模型的建立,計算分形維數(shù),并對煤儲層滲透性來源進(jìn)行定量分析;探討了沁水盆地南部煤儲層孔隙結(jié)構(gòu)影響下的煤層氣解吸-擴(kuò)散-滲流機(jī)制,揭示了煤儲層煤層氣產(chǎn)出機(jī)理。壓汞法實驗結(jié)果表明孔徑<100nm的微、小孔為孔體積的主要來源,煤儲層孔隙度小于7%。低溫液氮吸附實驗結(jié)果表明孔徑20-40nm的孔隙含量最高;核磁共振弛豫法在分析孔隙的孔徑分布方面與壓汞法具有等效性,測試結(jié)果表明孔徑2.5-50nm的孔隙含量最高;核磁共振凍融法測試結(jié)果表明樣品孔徑集中分布... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤儲層孔裂隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究
        1.2.2 煤孔隙表征方法研究
        1.2.3 煤儲層孔隙連通性研究
        1.2.4 煤層氣吸附解吸特征研究
    1.3 研究問題的提出
    1.4 研究內(nèi)容與方法
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究技術(shù)路線
        1.4.4 論文工作量
2 沁水盆地南部地質(zhì)背景
    2.1 研究區(qū)地質(zhì)概況
        2.1.1 含煤地層
        2.1.2 構(gòu)造特征及演化
        2.1.3 沉積地質(zhì)特征
        2.1.4 巖漿活動
        2.1.5 水文地質(zhì)條件
    2.2 研究區(qū)煤儲層特征
3 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.1 孔隙分類
    3.2 壓汞法
        3.2.1 實驗原理
        3.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.3 低溫液氮吸附法
        3.3.1 實驗原理
        3.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.4 核磁共振馳豫法
        3.4.1 實驗原理
        3.4.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征
    3.5 核磁共振凍融法
        3.5.1 實驗原理
        3.5.2 孔徑分布
    3.6 小角X射線散射實驗
        3.6.1 實驗原理
        3.6.2 孔徑分布
    3.7 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
    3.8 孔隙結(jié)構(gòu)綜合分析
        3.8.1 孔隙度對比
        3.8.2 總孔體積與總孔比表面積對比
        3.8.3 孔徑分布對比
    3.9 計算斷層掃描(CT)技術(shù)
        3.9.1 CT成像原理
        3.9.2 CT實驗系統(tǒng)
        3.9.3 顯微CT掃描
        3.9.4 孔隙連通性綜合表征
    3.10 本章小結(jié)
4 孔隙滲透率來源特征
    4.1 分形模型
        4.1.1 幾何模型
        4.1.2 熱力學(xué)模型
    4.2 煤孔隙分形維數(shù)
        4.2.1 基于傳統(tǒng)幾何模型的分形維數(shù)
        4.2.2 基于熱力學(xué)模型的分形維數(shù)
    4.3 分形維數(shù)與滲透率貢獻(xiàn)值的關(guān)系
    4.4 孔隙滲透性來源
    4.5 本章小結(jié)
5 煤儲層條件下煤層氣解吸-擴(kuò)散-滲流機(jī)制
    5.1 煤層氣解吸-擴(kuò)散-滲流機(jī)制
    5.2 煤儲層條件下煤層氣的擴(kuò)散行為
        5.2.1 煤層氣擴(kuò)散機(jī)理
        5.2.2 煤儲層內(nèi)煤層氣的擴(kuò)散模式
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]華北地區(qū)北部中—上元古界泥頁巖儲層特征及頁巖氣資源潛力[J]. 牛露,朱如凱,王莉森,白斌,王拓,崔金鋼.  石油學(xué)報. 2015(06)
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碩士論文
[1]灰分對氣化焦裂紋孔隙的影響研究[D]. 陳小凱.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]沁水盆地南部高階煤儲層CO2-ECBM流體連續(xù)性過程模擬研究[D]. 劉書培.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[3]沁水盆地南部煤儲層精細(xì)描述及物性主控因素分析[D]. 趙興龍.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2011



本文編號：3203919