川南筠连地区作为中国南方首个煤层气商业生产基地,产气层位为上二叠统乐平组,系统开展储层微观孔
隙结构特征研究对明确煤层气赋存成藏特征具有重要意义。针对乐平组煤层气评价井煤岩心样品进行了扫描电镜
观察和液氮吸附实验,从孔隙成因类型、孔隙结构、孔隙形态及其甲烷吸附性能等方面对微纳米级孔隙发育特征进行
了系统分析。结果表明:煤岩微观孔隙可划分为植物组织孔、气孔、矿物铸模孔和晶间孔等4 种成因类型。液氮吸附
实验BET总孔比表面积平均为2.638 m2/g,BJH总孔体积平均为0.003 7 cm3/g,且两者具有良好的正相关性。BJH平均
孔径为5.775~17.842 nm,对总孔比表面积起到主要贡献的为孔径<5 nm的孔隙,对总孔体积具有明显贡献的主要为
孔径≥10 nm的孔隙。根据孔径将孔隙划分为:微孔(<5 nm)、小孔(5~10 nm)、中孔(10~100 nm)、大孔(≥100 nm),微孔
和小孔是煤中气体吸附的主要空间,进一步推测吸附孔和渗流孔的孔径分界为10 nm。液氮吸附回线可划分为重叠型、
半分离半重叠缓降型、半分离半重叠骤降型等3类,并依据回线特征将纳米孔隙形态理想化为开放孔、半封闭孔和墨
水瓶状孔等3种模型,各类孔在高阶煤中均有发育。基于具有不同孔隙形态的干燥无灰基煤样甲烷等温吸附实验得
到,墨水瓶状孔的甲烷吸附能力最大,半封闭孔和开放孔的吸附能力近似,但都低于墨水瓶状孔。