煤炭科学技术

作者：汪家畅, 康健婷, 康天合, 郑亚炜, 晏嘉欣, 张慧慧, 梁晓敏,

关键词：高低温冲击, CT扫描, 三维重构, 孔裂隙结构, 储层增透,

我国煤系气储量丰富，但煤系气藏复杂的地质条件使得对单一含气系统的开采成本高、效率低，对多种含气系统难以合层共采。如何提高煤系储层的渗透性与兼容性是开发煤系气的关键问题。为探讨改善煤系储层结构的有效方法，研究了在高温200 ℃、低温−196 ℃循环冲击作用下煤层顶板砂岩孔裂隙的演化特征，使用工业显微CT对高低温冲击作用前后砂岩试样孔裂隙的发育过程进行了表征。利用数字图像和三维重构技术，对冲击前后试样的CT数据进行了滤波和均值化等处理，定性和定量分析了0、1、5、10、15次高低温度冲击后砂岩孔裂隙体积、表面积、孔隙率和孔裂隙分布复杂度分形维数的变化。研究结果表明：①高低温循环冲击促使砂岩试样孔裂隙发育、扩展、连通和次生裂隙的萌生，冲击作用有助于微小孔裂隙扩展形成较大的宏观裂隙。②砂岩孔裂隙体积、表面积、孔隙率和孔裂隙分布复杂度分形维数随温度冲击次数的增加呈对数规律变化，其增长幅度呈先增大后减小的趋势，在第5次冲击作用后其面积和孔隙率增幅达到最大，分别为15.48%，20.98%。③高低温循环冲击作用减弱了砂岩基体间的束缚力，打破了其原有的静态平衡，试样孔隙率随扫描层数的变化曲线演变为类“C”状，表明砂岩两端的束缚力衰减幅度更大。

来源：2023年第11期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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