一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112577881A(43)申请公布日2021.03.30(21)申请号202011626796.3(22)申请日2020.12.31(71)申请人煤炭科学技术研究院有限公司地址100013北京市朝阳区和平街青年沟路5号(72)发明人汪东史兴旺郭建行张志荣刘梅华刘桂凤李海涛王栓林王晓彬胡晋林(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人宋合成(51)Int.Cl.G01N15/08(2006.01)G01N24/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法(57)摘要本发明公开了一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中包括：a、对煤矿样品分别进行高压压汞实验、低温氮气吸附实验和核磁共振测试实验；b、将高压压汞孔径分布数据插入到低温氮气吸附孔径分布曲线上，得到煤样孔径分布曲线；c、煤样孔径分布曲线转化成煤样累计分布曲线；d、将核磁共振测试实验结果T2图谱绘制成核磁累积分布曲线，对所述步骤c中煤样累计分布曲线进行验证；e、将最终累计分布曲线转化成孔径分布曲线，得到低渗透煤层煤样多尺度孔隙半径分布曲线。所述方法主要通过联合表征煤层多尺度微观孔隙结构，能反映低渗透煤层孔喉结构分布规律，更好的指导低渗透煤层及煤层气的有效开发，减少开发成本，提高效率。CN112577881ACN112577881A权利要求书1/1页1.一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，包括以下步骤：a、对煤矿样品分别进行高压压汞实验、低温氮气吸附实验和核磁共振测试实验，分别得到孔径分布数据；b、将所述步骤a中得到的低温氮气吸附实验的孔径分布数据绘制成孔径分布曲线，将高压压汞孔径分布数据插入到低温氮气吸附孔径分布曲线上，得到煤样孔径分布曲线；c、将所述步骤b中煤样孔径分布曲线转化成煤样累计分布曲线。2.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，所述步骤a中，高压压汞实验中的煤矿样品为粒径1.5cm的颗粒。3.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，所述步骤a中，低温氮气吸附实验的煤矿样品为60～80目的粉末。4.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，所述步骤a中，核磁共振测试实验的煤矿样品为φ50mm*100mm的标准煤样。5.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，所述步骤c中，所述煤样累计分布曲线如果存在大于100％的区间，则将2nm以下孔隙的含量调整为0，重新进行绘制，得到煤样累计分布曲线。6.根据权利要求1所述的低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，还包括如下步骤：d、将所述步骤a的核磁共振测试实验结果T2图谱绘制成核磁累积分布曲线，对所述步骤c中煤样累计分布曲线进行验证，得到最终累计分布曲线；e、对所述步骤d得到的最终累计分布曲线转化成孔径分布曲线，得到低渗透煤层煤样多尺度孔隙半径分布曲线。2CN112577881A说明书1/4页一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法技术领域[0001]本发明属于煤与煤层气开发技术领域，具体涉及一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构[0002]精细表征方法。背景技术[0003]目前对于煤层微观孔隙结构测试的方法较多，主要包括扫描电镜、CT扫描、低温氮气吸附、高压压汞、核磁共振等技术，众多研究学者针对煤层孔隙结构也开展了大量的研究。但低渗透煤层由于其孔喉结构差，分均质性强的特点，孔隙结构的定量精确化表征长期以来是研究的重点和难点问题。[0004]现阶段对低渗透煤层孔隙结构表征主要采取的测试技术包括流体渗入技术、图像观测技术、小角度X射线散射技术以及核磁共振技术等。流体渗入技术主要是采用与所测试件润湿程度相反的流体，将其在不同的压力下注入所测试件，进而通过注入压力、注入量等参数通过公式计算得到试件内部孔隙结构的过程。针对煤样，通常注入的流体包括汞、氮气、二氧化碳、甲烷气等，常见的方法包括压汞法和低温氮气吸附法。图像观测技术主要是利用电子显微镜等透射技术对试件进行观察并获取图像，运用计算机、专用软件等手段对图像进行分析处理得到其内部孔隙结构的方法，扫描电镜和CT扫描是目前最常见的2种图像观测技术。小角度X射线散射技术主要是利用X射线探测核散射截面变化及电子密度的变化通过专用软件推导得到试件的孔径分布、组成成分等相关信息。该方法常用于表征结构简单、成分单一的试件，对低渗透煤层的测试误差较大。核磁共振技术主要是通过测量被测试件孔隙结构内部流体的T2弛豫时间来计算其孔