μCT技术研究煤的孔隙结构和分形特征

煤的孔隙结构是影响煤中气体吸附和渗流的一个重要因素。从实现精细化、无损化和定量化入手,应用μCT 225kVFCB型高精度CT试验分析系统,通过显微CT切片,提取研究了4个煤样孔隙分布特征,讨论了煤级、煤显微组分和灰分对煤孔隙结构的影响程度。采用公约数网格序列盒维数法定量表征了孔隙结构的复杂程度和不规则性,探讨了孔隙率、渗透率和分形维数的关系。研究表明,研究煤样的孔隙分布总体受煤显微组分含量控制,同时煤中矿物充填作用在一定程度上降低了煤的孔隙率、平均孔径和孔隙数量。煤孔隙分形维数D的变化与孔隙分布特征密切相关,有效地反映了孔隙结构的非均质性。孔隙率、渗透率与分形维数呈现显著的幂指数正相关关系。由此指示,基于显微CT切片的煤孔隙分形维数可作为煤储层孔隙特征和渗透性评价的定量指标之一。     

云台山中元古界云梦山组红色砂岩特征及其环境意义

云梦山组红色石英砂岩形成的峡谷地貌是河南省云台山世界地质公园的主要景观之一.以云台山地区云梦山组红色石英砂岩为研究对象,从宏观和微观角度对石英砂岩的沉积特征及沉积环境进行分析,并利用扫描电子显微镜和能谱仪对云梦山组中上部的暗紫色和肉红色石英砂岩进行了元素成分分析,在此基础上探讨了其揭示的环境意义.研究结果表明,云梦山组石英砂岩形成于滨海海滩-潮坪环境,具有较高的成分和结构成熟度,暗紫色石英砂岩胶结物中Fe元素的含量明显高于肉红色石英砂岩中的含量,该现象是岩石圈-水圈-大气圈-生物圈共同作用的结果.该研究对于云梦山组沉积时期的环境分析具有重要意义.     

煤孔隙结构构造变形的压汞法和小角X射线散射表征

依托渭北煤田韩城矿区煤样,采用压汞法和小角X射线散射技术(SAXS),结合孔隙分形表征,从分形特征的角度探讨了构造变形对煤孔隙结构的影响程度。结果表明,煤的孔隙分形维数定量表征了构造煤孔隙结构的差异性变化及其非均质性。强构造变形煤具有较高的渗流孔分形维数(DHg),孔隙结构及表面非均质性较高,而渗透率较低,说明强烈构造变形所导致的复杂孔隙结构是构造煤储层低渗透的原因之一。吸附孔孔隙表面分形维数(DSAXS)随着构造变形的增强而增大,表明变形作用造成煤孔隙表面结构在微观上变得复杂。研究认为,分形维数可以指示煤中孔隙结构的构造变形程度。