沁水盆地东南部高阶煤孔隙分形特性对煤层气开发的影响

该研究论文深入探讨了沁水盆地东南部高阶煤的孔隙分形特性及其对煤层气勘探开发的重要意义。高阶煤作为潜在的煤层气富集地，其孔隙结构对于储气性能有着决定性的影响。作者选取寺河矿和赵庄矿的晚古生代高阶煤样本，利用低温氮吸附技术获取关键参数，通过孔隙分形分析方法，旨在揭示综合分形维数与煤的微观结构间的相互作用。 综合分形维数是衡量孔隙复杂度的重要指标，研究发现沁水盆地南部高阶煤在不同孔径范围内展现出明显的分形特征，其综合分形维数范围在2.47至2.97之间。这表明了煤层的孔隙网络具有自相似性和非线性，且随着孔径大小的变化，其复杂性呈现出一定的规律性。 值得注意的是，研究结果表明，煤样的综合分形维数与煤的镜质组反射率呈正相关。这意味着，随着煤的镜质组反射率（反映煤的成熟度和有机质类型）的提高，其孔隙的粗糙度也相应增强，这可能会影响煤层气的流动性和可开采性。较高的分形维数往往意味着更多的小孔隙，有助于气体分子更容易渗透和储存。 此外，综合分形维数还与比表面积、总孔容、微孔和过渡孔的孔容比例有显著关系。当这些小孔隙（如微孔和过渡孔）的占比增加时，综合分形维数上升，有利于煤层气的积聚；反之，如果中孔（尺寸稍大但仍能储存气体的孔隙）占比增加，综合分形维数则会下降，可能对储气性能造成一定影响。 总结来说，这项研究不仅提供了关于沁水盆地高阶煤孔隙结构的定量描述，而且揭示了这些结构参数与煤层气开发潜力之间的关联。这对于优化煤层气的勘探策略和提高开采效率具有实际价值，为进一步理解高阶煤储层的复杂性并推动煤炭资源的高效利用提供了科学依据。