煤系泥页岩吸附性及其影响因素

为了揭示煤系泥页岩的吸附与含气特征,基于山西省域煤田、准噶尔盆地等地200余件煤系泥页岩的含气量、等温吸附、高压压汞、液氮吸附及XRD衍射等实测数据,对煤系泥页岩吸附性与含气性特征进行了分析,并对其影响因素进行了讨论。结果表明煤系泥页岩实测含气量0~5.87 cm3/g,集中于0.90~2.00 cm3/g;最大吸附量V_L0.11~6.3 cm3/g,平均为1.57 cm3/g;p_L 0.16~8.65 MPa,平均为3.28 MPa;V_L与孔隙度、有机质丰度、有机质成熟度、黏土矿物质量分数呈现出正相关关系,与伊蒙混层质量分数、平均孔径呈现出负相关关系。      

山西省域煤系泥页岩孔隙分形特征

为定量化表征山西省域煤系泥页岩储层孔隙结构复杂程度，以山西省域１４０件海陆交互相煤系泥页岩实测低温液氮吸附数据为基础，利用 ＦＨＨ 模型分别计算了孔径小于４ｎｍ 孔隙分形维数 Ｄ１ 与孔径大于４ｎｍ 孔隙分形维数 Ｄ２，结合 ＸＲＤ衍射、吸附甲烷、有 机 质 丰 度、类型等实验成果，讨论了孔隙结构、饱 和 吸 附 量、黏 土 矿 物含量及有机质丰度与分形维数的关系。结果表明:山西省域煤系泥页岩发育有机质孔与无机孔，页岩有机质孔不及海相页岩发育，无机孔以黏土矿物层间孔与粒间孔为主，孔隙形态结构复杂，存在较多墨水瓶状、狭 缝 状 孔；孔隙分形维数随 ＢＥＴ比表面积、黏土矿物含量增高呈现出增大趋势，随有机质丰度、平均孔径及石英含量增高呈现
出 减小趋势；Ｄ１ 与微孔及孔径为２～４ｎｍ 的介孔比孔容呈正相关关系，Ｄ２ 与孔径为４～５０ｎｍ 的介孔比孔容呈正相关关系，而与宏孔比孔容呈负相关关系；饱和吸附量与分形维数呈正相关关系；山西组泥页岩中黏土矿物含量比太原组高，分形维数与矿物含量的相关性比太原组好，太原组泥页岩 ｗ（ＴＯＣ）高，但有机质孔发育不如山西组， Ｄ１ 与 ｗ（ＴＯＣ）的负相关关系比山西组更明显。      

山西省域煤系泥页岩孔隙分形特征

为定量化表征山西省域煤系泥页岩储层孔隙结构复杂程度,以山西省域140件海陆交互相煤系泥页岩实测低温液氮吸附数据为基础,利用FHH模型分别计算了孔径小于4 nm孔隙分形维数D_1与孔径大于4 nm孔隙分形维数D_2,结合XRD衍射、吸附甲烷、有机质丰度、类型等实验成果,讨论了孔隙结构、饱和吸附量、黏土矿物含量及有机质丰度与分形维数的关系。结果表明:山西省域煤系泥页岩发育有机质孔与无机孔,页岩有机质孔不及海相页岩发育,无机孔以黏土矿物层间孔与粒间孔为主,孔隙形态结构复杂,存在较多墨水瓶状、狭缝状孔;孔隙分形维数随BET比表面积、黏土矿物含量增高呈现出增大趋势,随有机质丰度、平均孔径及石英含量增高呈现出减小趋势;D_1与微孔及孔径为2～4 nm的介孔比孔容呈正相关关系,D_2与孔径为4～50 nm的介孔比孔容呈正相关关系,而与宏孔比孔容呈负相关关系;饱和吸附量与分形维数呈正相关关系;山西组泥页岩中黏土矿物含量比太原组高,分形维数与矿物含量的相关性比太原组好,太原组泥页岩w(TOC)高,但有机质孔发育不如山西组,D_1与w(TOC)的负相关关系比山西组更明显。