煤炭科学技术

作者：李全中, 胡海洋, 吉小峰,

关键词：孔隙结构, 压汞法, 低温N2吸附法, 低温CO2吸附法, 等温吸附,

查明煤、页岩和砂岩孔隙结构差异性，对煤层气、页岩气和致密砂岩气的开发具有重要意义。采集煤、页岩和砂岩样品，利用压汞法、低温氮气吸附法、低温二氧化碳吸附法测试样品的孔隙结构，根据各测试方法的特点，提出了利用低温二氧化碳吸附法、低温氮气吸附法、和压汞法分别测试表征微孔（＜2 nm）、介孔（2～50 nm）和大孔（＞50 nm）的全孔径段表征方法，并进行了不同样品的甲烷等温吸附试验，分析孔隙结构对甲烷吸附的影响。试验结果表明：① 所测样品中，煤中主要发育狭缝形孔隙，页岩和砂岩中主要发育墨水瓶形孔。② 煤、页岩和砂岩孔隙结构具有较大的差异性，煤微孔发育程度远远大于页岩和砂岩。煤中微孔为煤提供了大部分的孔容和比表面积，其中微孔孔容占总孔容的60%以上，微孔比表面积占总比表面积的95%以上；页岩和砂岩的孔容主要有介孔提供，介孔孔容占到总孔容的65%以上，比表面积由微孔提供，微孔比表面积占到总比表面积的61%以上。③ 不同样品对甲烷吸附能力顺序依次为煤＞页岩＞砂岩，对甲烷的吸附主要受控于孔比表面积，微孔为煤对甲烷的吸附提供了更多的空间和吸附点位，所以煤对甲烷吸附能力远远大于页岩和砂岩，最大吸附量与纳米孔隙比表面积大小具有强烈的正相关性。

来源：2022年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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