淮南潘集深部13-1煤层孔隙结构特征分析

煤层孔隙作为煤层气的储存和运移场所,其结构特性决定了煤层的吸附性与含气性,对煤层孔隙结构特征的研究有利于煤层气的勘探和开发利用。本文以淮南潘集深部13-1煤层为研究对象,结合深部勘探资料和瓦斯地质资料,通过显微镜下观察、煤质工业分析、镜质组反射率等实验分析了煤层煤岩类型及煤质特征;通过扫描电镜、压汞实验、低温液氮吸附实验等实验方法,分析了煤层孔隙结构特征,并对该煤层孔隙结构特征差异发育进行了分析研究。研究区内13-1煤层其显微组分以镜质组为主;镜质组反射率多在0.70-0.95%之间,属于低变质烟煤至中变质烟煤阶段,一般以气煤、气肥煤为主。扫描电镜下可见植物组织孔、粒间孔、链间孔、气孔、溶蚀孔、晶间孔及铸模孔等,其中气孔和原生孔发育较明显,连通性较差;在遭到破坏的煤中外生孔较为发育,孔隙连通性较好,有利于提高煤层的渗透性能。压汞测试表明:研究区内13-1煤层孔隙度在3.07%-24.24%;其孔隙孔径分布整体上显示为两极分布,即以微、小孔占有优势,大孔其次,中孔的含量最少;孔隙形态以半封闭孔为主,连通性较差,其次在构造断裂带可见开放孔,在此区域内孔隙以大孔为主,中孔次之,孔隙连通性相对较好。低温液氮测试BET孔比表面积为0.05-4.01 m2/g,BJH总孔容值为0.0014-0.0163 cm3/g;可将其吸附曲线划分为半封闭孔、"墨水瓶"型孔和煤基质疏松的半封闭孔3种类型。煤层孔隙结构特征差异发育与煤变质程度、构造作用以及煤层埋藏深度存在一定的关系,其中煤层煤变质程度为孔隙结构特征发育的主控因素。此外,孔隙结构特征差异发育对煤层吸附性和含气性有一定的影响,在相同条件下,同一孔径段内BET表面积越大,其吸附性越强;瓦斯含气总量主要来自于微孔与小孔中的吸附瓦斯。