《煤層氣儲(chǔ)集層》PPT課件

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1、第三章煤層氣儲(chǔ)集層1煤層既是煤層氣的源巖，又是煤層氣賴(lài)以?xún)?chǔ)存的載體。作為一種有機(jī)儲(chǔ)層，必須具備一定的孔隙和足夠大的比表面積，才能有效儲(chǔ)存煤層氣；同時(shí)又必須具備一定的、相互連通的裂隙，才能使煤層氣有效產(chǎn)出。煤層氣儲(chǔ)層以其特殊的性質(zhì)和與煤層氣特殊的結(jié)合方式有別于常規(guī)油氣儲(chǔ)層。2第一節(jié)儲(chǔ)集層的孔隙與裂隙特征煤中自然形成的裂縫稱(chēng)為裂隙，往往呈多組出現(xiàn)，組成多個(gè)裂隙體系，裂隙對(duì)煤層氣的運(yùn)移和產(chǎn)出起決定作用。這些裂隙把煤體切割成一系列形態(tài)各異的基質(zhì)單元，稱(chēng)基質(zhì)塊，基質(zhì)塊中所含的微孔隙稱(chēng)基質(zhì)孔隙3一、基質(zhì)孔隙基質(zhì)孔隙為煤的基質(zhì)塊體單元中未被固態(tài)物質(zhì)充填的空間，由孔隙和通道組成。一般將

2、較大空間稱(chēng)為孔隙，其間連通的狹窄部分稱(chēng)為通道。1.基質(zhì)孔隙的分類(lèi)(1)成因分類(lèi)氣孔殘留植物組織孔次生孔隙晶間孔原生粒間孔（2）孔徑分類(lèi)4氣孔氣孔是指煤化作用過(guò)程中氣體的生成與逸出留下的痕跡，是煤體在較高的溫度、壓力條件下，處于近塑性狀態(tài)，由其自身形成的氣體作用的結(jié)果拉長(zhǎng)的熱變氣孔，反映割理的流體壓力成因，汝箕溝大峰露天礦侏羅系延安組二號(hào)煤拉長(zhǎng)氣孔，有些已經(jīng)連通，反映割理的流體壓力成因，濟(jì)源克井山西組二1煤5沁水盆地煤變質(zhì)氣孔超微特征左：變質(zhì)氣孔，盆地北部陽(yáng)泉一礦15#煤，yqyk15-3樣，Ro=2.96%，12000×；中：氣孔與微裂隙貫通，盆地中部沁源沁新礦2#煤，

3、qyqx2-3樣，Ro=1.66%，10000×；右：爆裂氣孔，盆地南部晉城寺河礦，jcsh3-1樣，Ro=3.14%，4500×?？紫冻梢蝾?lèi)型6一般單個(gè)出現(xiàn)，熱變作用的煤中可密集成群。其大小不一、排列無(wú)序。外形多為渾圓狀，也有呈管狀。直徑多在1×103nm左右。一般不被次生礦物充填。熱變氣孔，濟(jì)源克井山西組二1煤熱變氣孔，焦作古漢山山西組二1煤特點(diǎn)：7殘留植物組織孔是植物本身組織結(jié)構(gòu)的繼承。植物遺體在煤化學(xué)作用過(guò)程中部分細(xì)胞組織能被保留下來(lái)，如絲質(zhì)體、結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體的胞腔。殘留植物組織孔，絲質(zhì)體胞腔孔隙，平頂山下石盒子組戊組煤，反光照片，×100殘留植物組織孔，菌類(lèi)體內(nèi)的

4、孔隙，寧夏汝箕溝延安組，SEM。其大小均一、排列有序，直徑多為1×102nm?104nm，這類(lèi)孔隙可被礦物質(zhì)部分充填8煤中礦物質(zhì)，如黃鐵礦、碳酸鹽礦物和粘土礦物等，在地下水循環(huán)過(guò)程中可被溶蝕形成次生孔隙。次生孔隙指原生礦物或次生礦物晶粒間的孔隙。晶間孔割理內(nèi)充填的方解石晶體內(nèi)發(fā)育的晶間孔，晉城山西組3號(hào)煤，SEM。9原生粒間孔指各種成煤物質(zhì)顆粒間的孔隙。是成巖作用過(guò)程中煤物質(zhì)顆粒經(jīng)壓實(shí)、脫水后仍保留下來(lái)的孔隙。顆粒間的填隙物及填隙物內(nèi)的原始粒間孔，靈武靈新煤礦侏羅系延安組2號(hào)煤。煤的原始粒間、粒內(nèi)孔隙，靈武靈新礦侏羅系延安組3號(hào)煤10(2)孔徑分類(lèi)11(3)基質(zhì)孔隙的結(jié)

5、構(gòu)基質(zhì)孔隙的結(jié)構(gòu)主要指其形態(tài)12煤中基質(zhì)孔隙的類(lèi)型及特征(吳?。?32.基質(zhì)孔隙度煤的基質(zhì)孔隙可用三個(gè)參數(shù)定量描述總孔容：?jiǎn)挝恢亓棵褐锌紫兜目傮w積（cm3/g）；孔面積：?jiǎn)挝恢亓棵褐锌紫兜谋砻娣e（cm2/g）；孔隙度：?jiǎn)挝惑w積煤中孔隙所占的體積（%）指巖石中互相聯(lián)通的、在一般情況下可允許流體在其中流動(dòng)的孔隙總體積（Ve）與該巖樣總體積（Vb）之比（常規(guī)油氣儲(chǔ)層）143基質(zhì)孔隙度的影響因素(1)煤化程度1、Ro,max<1.3%，該階段大孔孔容和比表面積急劇下降，說(shuō)明在壓實(shí)為主的成巖作用和熱力作用為主的煤變質(zhì)作用下原始粒間孔的減少。而中孔、過(guò)渡孔和微孔孔容和比表面積則急劇

6、增加，可能是煤化作用造成大量氣孔生成的結(jié)果。152、Ro,max=1.3％～2.5%，大孔的孔容和比表面積則呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，這可能是由于煤中植物組織殘留孔仍然存在的結(jié)果。該階段中孔、過(guò)渡孔和微孔的孔容與比表面積達(dá)到了極大值，說(shuō)明該階段大量的烴類(lèi)生成，造成氣孔的大量增加。3、Ro,max>2.5%，各類(lèi)孔隙的孔容和比表面積均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是由于此階段煤的生烴能力顯著下降，新的氣孔的生成微弱，而高溫高壓作用下進(jìn)一步的煤化作用引起的大規(guī)?？s聚作用導(dǎo)致各類(lèi)孔隙的減少。16煤的基質(zhì)孔隙決定煤的吸附能力，這種孔隙孔容和比表面積隨煤階的變化趨勢(shì)造成了煤吸附甲烷能力具有類(lèi)似變化趨勢(shì)

7、。17(2)顯微組分的影響不同的顯微組分含不同類(lèi)型和級(jí)別的孔隙，如鏡質(zhì)組中的基質(zhì)鏡質(zhì)體，多含一些小孔或微孔。對(duì)殘留植物組織孔而言多屬中、大孔，如絲質(zhì)體胞腔。(3)礦物含量的影響礦物質(zhì)對(duì)煤的孔隙產(chǎn)生兩方面的影響：①它充填了一部分大、中孔隙，使孔隙總孔容下降；②礦物本身可能存在一些孔隙，如晶間孔，對(duì)煤的孔隙度有微弱貢獻(xiàn)。18(4)煤體結(jié)構(gòu)的影響煤體結(jié)構(gòu)的分類(lèi)19糜棱煤與原生結(jié)構(gòu)煤不同孔徑孔的孔容也存在差異在構(gòu)造應(yīng)力或其它力（如重力）的作用下煤體將發(fā)生變形，煤體原生結(jié)構(gòu)將遭到破壞，同時(shí)也改變了煤的孔隙特征。總體上破壞程度越深，煤的孔隙度和比表面