基于核磁共振和低温氮吸附的煤层酸化增透效果定量表征

李胜^1,2,3，罗明坤¹，范超军¹，毕慧杰¹，任延平¹

1. 辽宁工程技术大学矿业学院2. 河南理工大学深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室3. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：针对某些煤储层中的孔隙和裂隙被方解石、白云石等矿物或杂质堵塞致使煤层渗透率降低的问题,提出一种煤层酸化增透方法。利用核磁共振（NMR）和低温氮吸附实验表征了煤样酸化前后的比表面积、孔隙体积、孔隙度、渗透率、孔径分布及核磁成像等特性参数,分析了酸化作用下煤的细观结构变化规律。测试结果表明,煤样经酸化处理后,饱和水状态的NMR信号量增加,残余水状态的NMR信号量降低,T₂谱的中大孔峰（T₂>20 ms）的变化较大,NMR所表征的总孔隙度、有效孔隙度、渗透率均增加,残余孔隙度、T₂截止值降低;低温氮吸附所表征的比表面积和总孔隙体积均增加,且主要集中增加在10 nm左右的孔隙,但高煤阶煤增加不明显。NMR图像直观地反映了煤样酸化前后内部孔隙结构的变化特征,为揭示酸化增透的微观演变过程提供了新的手段。煤样初始孔隙越发育或孔隙裂隙中可溶性矿物质越多,所表征的特征参数变化越大,酸化增透效果越好。

关键词：酸化增透;核磁共振;低温氮吸附;核磁成像;