为准确描述乌鲁木齐河东矿区煤层渗流孔隙特性,结合压汞试验及煤质分析试验,采取分段分形方法定量探讨了煤储层渗流孔隙结构特征及其影响因素,将渗流孔孔隙度与孔隙结构进行耦合进行了煤岩渗透率预测。
研究结果表明:乌鲁木齐河东矿区 43 号和 45 号主力煤层孔隙结构较为复杂但连通性较好,43 号煤层样品压汞曲线表现进汞饱和度相似,退汞效率较高,煤样微小孔及大孔较为发育。45 号煤层样品进汞饱和度为 45%~85%,且退汞效率较低,煤样微小孔隙占有绝对优势,故 43号煤层孔渗性优于 45 号煤层;煤岩渗流孔隙分形维数分布在 2~3,中、大型孔隙均存在明显的分形特征,煤样的平均分维值呈中孔分形维数(D2)高于大孔分形维数(D1)的的特点,故研究区煤储层中孔较大孔复杂;大孔分形维数随着镜质组含量的增加而减小、随着惰质组含量的增加而增加、随着煤中水分含量的增加而呈现倒“U”型的相关关系、随着灰分产率的增加呈现下降的趋势等;煤岩渗透率高低是渗流孔孔隙度和孔隙结构耦合而决定的,在 95%置信带内大孔孔隙度(P1)与渗透率呈现强相关关系,中孔孔隙度(P2)与渗透率呈现中等程度相关,分形维数 D1、D2 则呈现弱相关关系。基于支持向量机方法将渗流孔孔隙度和分形维数作为煤岩渗透率的自变量进行训练,经检验得出的渗透率与实际测试渗透率拟合程度很好(R2=0.887),渗流孔孔隙度与孔隙结构耦合可有效反映煤岩渗透率。
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会