煤岩矿物成分分析-煤层气吸附解吸规律研究

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：为了能够更好地研究阜新煤矿，本文通过扫描电镜和XRD衍射实验对煤岩的矿物组成进行了分析。图3-3煤岩储层中的填充物图3-4煤岩储层中的填充物从煤岩的X射线粉晶衍射测试报告中可以看到，煤岩中还有蒙托石、伊利石、石英、方解石、黄铁矿以及菱铁矿等，其中，蒙托石和伊利石的含量超过了20%，五龙煤岩中还含有白云石。总体来说，煤岩中的黏土含量占了矿物总量的95%左右。

煤岩中含有多种矿物质，主要是黏土类物质、硫化物、碳酸类物质等，尤其是黏土矿物，它们都分散在基质或者填充在细胞腔中，所以，在压裂施工过程中要充分考虑流体对黏土的膨胀作用，尽量避免因为流体对煤岩的不配伍而导致对储层的伤害。为了能够更好地研究阜新煤矿，本文通过扫描电镜（SEM）和XRD衍射实验对煤岩的矿物组成进行了分析。如表3-1和图3-3、图3-4所示。

表3-1　煤岩X射线粉晶衍射测试报告

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注：WL代表五龙煤岩，FX代表阜新煤岩。

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图3-3　煤岩储层中的填充物（放大2000倍）

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图3-4　煤岩储层中的填充物（放大5000倍）

从煤岩的X射线粉晶衍射测试报告中可以看到，煤岩中还有蒙托石、伊利石、石英、方解石、黄铁矿以及菱铁矿等，其中，蒙托石和伊利石的含量超过了20%，五龙煤岩中还含有白云石。总体来说，煤岩中的黏土含量占了矿物总量的95%左右。这些黏土矿物是由基本层和层间区域组合在一起的层状单位结构沿结晶轴C轴方向重复堆叠形成的。由于主要黏土矿物的单位结构厚度分别为蒙托石1.54nm、伊利石1.43nm，单位结构间的超微割理以及层间区域和基本层间可能的分子缺陷，提供了大量的微孔隙，这也是煤岩除了本身含有大量的孔隙之外，造成煤岩储层的比表面积大幅度提高的另外一个重要原因。

从图3-3和图3-4所示的两个扫描电镜图中可以观察到，煤岩的大孔隙中含有许多白色颗粒状物质，这就是填充在煤岩孔隙中大量的黏土类物质，这也同时验证了XRD衍射实验所得出的数据，即煤岩中含有大量的蒙托石、伊利石、石英、方解石等黏土物质。

结合油气田开采的经验，本文作者认为，在对煤岩储层进行压裂施工时，黏土是需要重点考虑的问题。压裂施工时使用的外来流体会因为煤岩中大量黏土的存在而对煤岩储层造成较大的伤害，加上黏土中蒙脱石和伊利石的含量占大部分，这两种物质会导致煤岩层极易膨胀和运移，如果严重的话，会导致煤岩储层不可恢复性的伤害。

基于以上原因，在使用压裂技术开采煤层时，要求外来流体必须具有优良的防膨性能，以免对煤岩层造成伤害。为此，本章提出采用新型清洁压裂液进行压裂施工。

煤岩矿物成分分析-煤层气吸附解吸规律研究

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