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《太原理工大学》 2017年
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韩城地区构造煤孔隙结构和吸附特征分析

杨昊睿  
【摘要】:以陕西省韩城地区构造煤为研究对象,利用前人总结的地质原始资料和宏观肉眼观察,定性描述韩城地区构造煤的煤岩煤质特征。采用扫描电子显微镜(SEM)、压汞实验(MIP)、低温氮吸附测试等方法,分析韩城地区构造煤的孔隙结构特征;采取等温吸附测试,分析了韩城地区构造煤的吸附能力。本文深入分析了韩城地区构造煤的孔隙结构和吸附性,对研究该地区煤层气赋存和储集具有一定的理论和现实意义。结合原始地质资料和肉眼观察分析,将韩城地区构造煤分类为碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤。其煤岩煤质特征分别为:碎裂煤原生结构和层理保留,常见块状和层状构造,具滑移面,表面发育外生裂隙,手掰成小碎块;碎粒煤层理不连续,破坏较为严重,仅局部可见,层理间有时出现滑移面和构造擦痕,粒状构造,手掰呈1 mm左右的颗粒;糜棱煤原生结构消失,发育显微褶皱,硬度低,手掰呈粉末。利用扫描电子显微镜(SEM)分析构造煤微观形态,碎裂煤常见原始层理和微细层,多发育内生裂隙;碎粒煤少见或不见原始层理,多碎粒结构,常发育外生张裂隙;糜棱煤不见原始层理,多呈糜棱质和鳞片状结构,多发育外生剪裂隙。利用扫描电子显微镜(SEM)、压汞实验(MIP)、低温氮吸附测试等方法,研究构造煤的孔隙结构特征。结果表明:在电镜下,碎裂煤的孔隙成因类型以原生孔和角砾孔为主;碎粒煤以外生孔为主,多发育有碎粒孔;糜棱煤以气孔和矿物质孔为主。粗略评估孔隙大小,碎裂煤孔隙为中孔和大孔,碎粒煤和糜棱煤主要发育小孔。通过压汞法和低温氮吸附法测试结果得到孔容和比表面积的变化与构造变形和变质作用具有一定的关联性。随构造应力的增加,煤孔隙中孔容和比表面积逐渐增加,糜棱煤碎粒煤碎裂煤。亚微孔、微孔和中孔比重增大,过渡孔和大孔比重减小,构造变形对“大”孔隙的影响较大。在二次煤化跃变后,随Ro,max的增大,除中孔和大孔线性效果不明显外,各孔隙体积和比表面积都逐渐增大,瘦煤孔隙体积和比表面积大于焦煤,变质作用对亚微孔和微孔的“小”孔隙影响较大,对过渡孔以上的“大”孔隙影响较为薄弱。通过等温吸附实验,得到吸附性与构造变形、变质作用和孔隙结构等具有一定的关联性。吸附量与构造变形呈正相关;随Ro,max的增加,吸附量逐渐增大,韩城地区构造煤瘦煤吸附能力优于焦煤;韩城地区构造煤吸附能力与过渡孔以下的“小”孔隙呈正相关,与“大”孔隙相关性不强。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P618.11

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