심부/천부 탄층 저장층의 기공-균열 구조 차이 특성은 석탄층 가스 채굴에 큰 영향을 미친다. 이러한 구조적 특성 차이를 대상으로 한 연구는 물성 특성 탐색과 석탄층 가스 탐사 개발 유리 지역 발굴에 일부 이론적 근거를 제공할 수 있다. 준가얼 분지 심부/천부 탄층 시료를 연구 대상으로 하여 주사 전자 현미경, 저온 N₂ 흡착, 고압 수은 주입, CT(컴퓨터 단층 촬영) 등 시험을 수행하였다. 시험 결과에 따르면 천부에서 심부로 갈수록 투과율이 점차 감소하고 전체 기공 부피가 감소하며 미세공과 대공의 분포 빈도도 감소한다. 천부 시료는 기공-균열 발달이 양호하고 중공 및 대공 단계의 기공 프랙탈 차원 값이 낮으며 기공 발달의 균질성이 높고 대기공과 미세 균열이 상호 연결되어 있다. 심부 탄층 시료는 기공-균열 발달이 상대적으로 고립되어 있고, 중공 및 대공 단계의 기공 발달이 복잡하며 기공-균열이 다수 광물로 충진되어 있다. 최대 구 알고리즘을 통해 시료의 기공 네트워크 모델을 구축하여 연결 기공 균열의 분포 규칙, 형태 및 구조가 3차원 공간에서 어떻게 발달하는지 밝히고, 등가 기공, 기공경 매개변수 및 연결 상태 등 구조적 매개변수를 통계 및 분석하였다. 천부 시료가 심부 시료에 비해 연결 기공도와 총 기공도가 우수하고 기공-균열 수가 많으며 미세 균열 규모에서 우위를 가지며, 통로가 짧고 기공경 반경이 크며 조밀하게 발달하고 배위 수가 높으며 연결성이 좋아 가스가 저장층 내에서 유동되기 용이하다. 연구 성과는 준가얼 분지 심부/천부 탄층 가스 개발에 적합 기술 적용을 위한 실험 데이터 지원을 제공하며 현장 개발에 일정한 지침적 의미를 가진다.

준가얼 분지; 심부 탄층 가스; 기공 특성; 물성 특성; CT(컴퓨터 단층 촬영) 스캔