一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法技术

本发明专利技术公开了一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中包括：a、对煤矿样品分别进行高压压汞实验、低温氮气吸附实验和核磁共振测试实验；b、将高压压汞孔径分布数据插入到低温氮气吸附孔径分布曲线上，得到煤样孔径分布曲线；c、煤样孔径分布曲线转化成煤样累计分布曲线；d、将核磁共振测试实验结果T2图谱绘制成核磁累积分布曲线，对所述步骤c中煤样累计分布曲线进行验证；e、将最终累计分布曲线转化成孔径分布曲线，得到低渗透煤层煤样多尺度孔隙半径分布曲线。所述方法主要通过联合表征煤层多尺度微观孔隙结构，能反映低渗透煤层孔喉结构分布规律，更好的指导低渗透煤层及煤层气的有效开发，减少开发成本，提高效率。

【技术实现步骤摘要】
一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法
本专利技术属于煤与煤层气开发
，具体涉及一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法。
技术介绍
目前对于煤层微观孔隙结构测试的方法较多，主要包括扫描电镜、CT扫描、低温氮气吸附、高压压汞、核磁共振等技术，众多研究学者针对煤层孔隙结构也开展了大量的研究。但低渗透煤层由于其孔喉结构差，分均质性强的特点，孔隙结构的定量精确化表征长期以来是研究的重点和难点问题。现阶段对低渗透煤层孔隙结构表征主要采取的测试技术包括流体渗入技术、图像观测技术、小角度X射线散射技术以及核磁共振技术等。流体渗入技术主要是采用与所测试件润湿程度相反的流体，将其在不同的压力下注入所测试件，进而通过注入压力、注入量等参数通过公式计算得到试件内部孔隙结构的过程。针对煤样，通常注入的流体包括汞、氮气、二氧化碳、甲烷气等，常见的方法包括压汞法和低温氮气吸附法。图像观测技术主要是利用电子显微镜等透射技术对试件进行观察并获取图像，运用计算机、专用软件等手段对图像进行分析处理得到其内部孔隙结构的方法，扫描电镜和CT扫描是目前最常见的2种图像观测技术。小角度X射线散射技术主要是利用X射线探测核散射截面变化及电子密度的变化通过专用软件推导得到试件的孔径分布、组成成分等相关信息。该方法常用于表征结构简单、成分单一的试件，对低渗透煤层的测试误差较大。核磁共振技术主要是通过测量被测试件孔隙结构内部流体的T2弛豫时间来计算其孔径分布的，目前也被广泛应用于低渗透煤层孔隙结构的表征。广大学者针对低渗透煤层孔隙结构的测试开展了大量的实验，但由于各测试实验方法的原理不同，识别精度也不同，对于低渗透煤层多尺度孔隙结构的表征仍存在困难，如低温氮气吸附孔喉半径有效测试精度在1-25nm之间，能够精细刻画纳米级孔隙分布，但有效范围窄，跳跃性大；高压压汞孔喉半径有效测试精度在1.8nm-500μm，可较大范围反应孔隙分布情况，高压压汞易造成人工裂隙，测试微小孔隙误差大。大部分研究学者的主要目标是如何提高该单一测试技术表征范围内的测试精度，如将CT扫描测试从微米级别提高到纳米级别，将扫描电镜的放大倍数不断提高等，但仅靠单一测试方法仍难以完全表征低渗透煤层的多尺度孔隙结构，必须具有针对性，注重多种测试技术手段的筛选组合，充分利用各测试技术手段的优势，形成具有指导意义的组合模式。
技术实现思路
本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：目前的测试方法存在有效范围窄，或误差大，单一测试方法难以准确表征低渗透煤层的孔隙结构。本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术实施例提出一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，在目前单一测试技术表征煤层孔隙结构的基础之上，通过多种测试实验技术相结合的方法，研究了低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法。该精细表征方法能反映低渗透煤层孔隙结构，更好的指导低渗透煤层及煤层气的有效开发，减少开发成本，提高效率。根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，包括以下步骤：a、对煤矿样品分别进行高压压汞实验、低温氮气吸附实验和核磁共振测试实验，分别得到孔径分布数据；b、将所述步骤a中得到的低温氮气吸附实验的孔径分布数据绘制成孔径分布曲线，将高压压汞孔径分布数据插入到低温氮气吸附孔径分布曲线上，得到煤样孔径分布曲线；c、将所述步骤b中煤样孔径分布曲线转化成煤样累计分布曲线。根据本专利技术实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，因为低温氮气吸附孔喉半径有效测试精度在1-25nm之间，高压压汞孔喉半径有效测试精度在1.8nm-500μm，通过将低温氮气吸附实验的孔径分布数据和高压压汞实验的孔径分布数据统一量纲，插值连接，可以使所得孔径分布曲线的误差降低，能够更加准确地反应样品的孔径分布情况。根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，所述步骤a中，高压压汞实验中的煤矿样品为粒径1.5cm的颗粒。根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，所述步骤a中，低温氮气吸附实验的煤矿样品为60～80目的粉末。根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，所述步骤a中，核磁共振测试实验的煤矿样品为φ50mm*100mm的标准煤样。根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，所述步骤c中，所述煤样累计分布曲线如果存在大于100％的区间，则将2nm以下孔隙的含量调整为0，重新进行绘制，得到煤样累计分布曲线。根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，还包括如下步骤：d、将所述步骤a的核磁共振测试实验结果T2图谱绘制成核磁累积分布曲线，对所述步骤c中煤样累计分布曲线进行验证，得到最终累计分布曲线；e、对所述步骤d得到的最终累计分布曲线转化成孔径分布曲线，得到低渗透煤层煤样多尺度孔隙半径分布曲线。附图说明图1是一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法技术方案流程图；图2是一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法高压压汞测试结果图；图3是一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法低温氮气吸附测试结果图；图4是一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法孔隙结构多尺度分布图；图5是一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法孔隙结构累计分布图；图6是一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法核磁共振测试结构累计分布图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示为本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法技术方案流程图；根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，包括以下步骤：a、对煤矿样品分别进行高压压汞实验、低温氮气吸附实验和核磁共振测试实验，分别得到孔径分布数据；b、将所述步骤a中得到的低温氮气吸附实验的孔径分布数据绘制成孔径分布曲线，将高压压汞孔径分布数据插入到低温氮气吸附孔径分布曲线上，得到煤样孔径分布曲线；c、将所述步骤b中煤样孔径分布曲线转化成煤样累计分布曲线。根据本专利技术实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，因为低温氮气吸附孔喉半径有效测试精度在1～25nm之间，高压压汞孔喉半径有效测试精度在1.8nm-500μm，通过将低温氮气吸附实验的孔径分布数据和高压压汞实验的孔径分布数据统一量纲，插值连接，可以使所得孔径分布曲线的误差降低，能够更加准确地反应样品的孔径分布情况。根据本专利技术实施例的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其中，所述步骤a中，高压压汞实验中的煤矿样品为粒径1.5cm的颗粒，低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，包括以下步骤：/na、对煤矿样品分别进行高压压汞实验、低温氮气吸附实验和核磁共振测试实验，分别得到孔径分布数据；/nb、将所述步骤a中得到的低温氮气吸附实验的孔径分布数据绘制成孔径分布曲线，将高压压汞孔径分布数据插入到低温氮气吸附孔径分布曲线上，得到煤样孔径分布曲线；/nc、将所述步骤b中煤样孔径分布曲线转化成煤样累计分布曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、对煤矿样品分别进行高压压汞实验、低温氮气吸附实验和核磁共振测试实验，分别得到孔径分布数据；
b、将所述步骤a中得到的低温氮气吸附实验的孔径分布数据绘制成孔径分布曲线，将高压压汞孔径分布数据插入到低温氮气吸附孔径分布曲线上，得到煤样孔径分布曲线；
c、将所述步骤b中煤样孔径分布曲线转化成煤样累计分布曲线。


2.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，所述步骤a中，高压压汞实验中的煤矿样品为粒径1.5cm的颗粒。


3.根据权利要求1所述的一种低渗透煤层多尺度微观孔隙结构精细表征方法，其特征在于，所述步骤a中，低温氮气吸附实验的煤矿样品为60～80目的粉末。

【专利技术属性】
技术研发人员：汪东，史兴旺，郭建行，张志荣，刘梅华，刘桂凤，李海涛，王栓林，王晓彬，胡晋林，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11