28 / 2023-06-10 22:02:26

水分对鄂尔多斯盆地深层煤岩孔隙结构的影响

鄂尔多斯，煤层气；孔隙度；水分

摘要：鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气取得了日产8万的重大突破，孔隙结构是影响煤层气富集高产的主要因素之一。为研究水分对深部煤储层孔隙结构的影响，通过采集鄂尔多斯盆地东缘取得高产的太原组8号煤层样品，采用不同湿度饱和度的溶液进行饱和平衡水后，分别采用CO₂和N₂吸附测试对干样、不同饱和溶液平衡水分的样品进行测试，对比孔隙结构的变化。研究结果表明，不同湿度的饱和度的样品与干燥样品对比均呈现一定程度的变化：(1) CO₂吸附测试的干燥样品微孔体积和比表面分别为0.0824 cm³/g和281 m²/g，相对湿度为11%饱和度溶液为0.0806 cm³/g和272 m²/g，相对湿度为57%饱和度溶液样品为0.0776 cm³/g和263 m²/g，相对湿度为98%饱和度溶液样品为0.0729 cm³/g和245 m²/g；(2) N₂吸附测试的孔体积和比表面积分别为0.007 cm³/g和4.8 m²/g，相对湿度为11%饱和度溶液为0.006 cm³/g和3.2 m²/g，相对湿度为57%饱和度溶液样品为0.006 cm³/g和3.2 m²/g，相对湿度为98%饱和度溶液样品为0.005 cm³/g和2.7 m²/g。CO₂和N₂吸附测试的孔体积和比表面积均呈现一定幅度的降低。与干燥样品相比，相对湿度为98%的饱和溶液样品微孔体积减少11.6%，比表面积减少12.7%；N₂吸附测试的孔体积减少28.3%，比表面积减少44.5%。这说明，水分在煤岩样品中主要占据直径小于10nm孔隙，因为99%比表面积是由直径低于10nm的孔隙所提供，因此，水分占据煤岩中低孔径孔隙，导致深部煤储层由吸附气向游离气转换，有利于深层煤层气高效开发。

关键词：鄂尔多斯，煤层气；孔隙度；水分