煤田地质与勘探

作者：畅志兵, 王楚楚, 旷文昊, 唐颖, 吴晓丹, 刘淑琴,

关键词：富油煤, 热解, 显微CT, 三维表征, 孔隙结构, 渗透率,

目的富油煤的原位热解是将煤层在地下加热生产油气的技术，其中煤层的孔隙结构和渗透特性是影响加热介质注入和油气产出的重要因素。黏结性富油煤热解伴随胶质体的形成，使其孔隙结构和渗透特性不同于非黏结性煤。方法将黏结性富油煤在300、400、500和600 ℃下热解，采用饱和流体法和氮吸附法测试半焦的孔隙参数，并采用显微CT表征半焦的孔隙结构；通过构建等效孔隙网络模型，分析煤样孔隙数目、孔隙半径和配位数等参数的变化规律，并模拟高温N2在孔隙网络中的渗流特征。结果和结论结果表明：煤样经300 ℃热解后仅产生少量裂隙，总孔隙率维持在约5%；当热解温度为400~600 ℃时，总孔隙率逐渐增至约50%，而微观孔隙仅在600 ℃脱气后更为丰富。当热解温度由300 ℃升至400 ℃，胶质体的形成、膨胀使孔隙和喉道的数量显著增大，但平均半径分别维持在约160 μm和约88 μm；再由400 ℃升至600 ℃，挥发分的析出促进了孔隙结构的连通，使孔隙和喉道的数量逐渐减少，且概率分布向等效半径更大的范围偏移，使平均半径分别增至292.81 μm和170.60 μm，并使孔隙平均配位数由5.82分别增至6.60和6.33，孔隙率和配位数的增大使半焦的平均模拟渗透率由246.75 μm2显著增至1 377.49 μm2。研究结果可为黏结性富油煤原位热解的工艺研发提供参考依据。

来源：2024年第7期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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