首页 期刊 地球科学 低-中煤级构造煤纳米孔分形模型适用性及分形特征 【正文】

低-中煤级构造煤纳米孔分形模型适用性及分形特征

作者:宋昱; 姜波; 李凤丽; 闫高原; 么玉鹏 中国矿业大学资源与地球科学学院; 江苏徐州221116; 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室; 江苏徐州221008
构造煤   纳米孔   基质压缩   分形特征   模型适用性  

摘要:构造煤纳米孔非均质性研究对于揭示煤层气赋存状态和传输特性具有重要意义.选取低-中煤级典型序列构造煤样品,基于高压压汞和低温液氮相结合的方法计算了构造煤基质压缩系数,并分析了Menger、热力学、Sierpinski和FHH分形模型对构造煤的适用性,进一步揭示了孔隙分形特征,糜棱煤的Menger分形曲线呈现三段式分布,而对于原生煤、碎裂煤、片状煤、鳞片煤和揉皱煤而言,Sierpinski模型、Menger模型、热力学模型以及FHH模型分段点分别为100nm、72nm、72 596nm和8nm.Menger模型分形维数大于3且拟合偏差较大,不适合表征构造煤的孔隙非均质性.Sierpinski模型适合于描述构造煤的纳米孔分形特征;FHH模型适合于表征原生煤及构造煤8-100nm的孔隙非均质性.Sierpinski模型微米孔(〉100nm)的分形维数(Ds1)随着构造变形的增强先升高,而后降低,在片状煤中达到最高;Sierpinski模型纳米孔(〈100nm,Ds2c)和FHH模型〈8nm的孔隙的非均质性随构造变形的增强逐渐升高.原生煤和脆性变形煤中,Ds1〉Ds2c,表明为微米孔非均质性强于纳米孔;鳞片煤中,Ds1接近于Ds2c;揉皱煤中,Ds1

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