오르도스 분지 동측 변 신무(Shenmu)–가현(Jiaxian) 구역의 석탄암 저장층 다중 척도 공극 및 균열 구조 특성과 주요 제어 요인을 명확히 하기 위해 CT(컴퓨터 단층촬영) 스캔, 주사전자현미경, 고압 수은 압입, 저온 질소(N₂) 흡착, 저온 이산화탄소(CO₂) 흡착 등의 다양한 실험을 결합하고, 전체 공극 직경(이하 전 공경)의 연결 방식을 이용하여 연구 구역 석탄암의 다중 척도 전 공경 발달 판을 구축하였다. 이를 통해 신무와 가현 2개 블록의 가스 함량 및 공극 발달 차이 원인을 탐구하였다. 결과는 다음과 같다: ① 다중 척도 공극 및 균열 유형 특성 측면에서 연구 구역 전체적으로 절리 균열이 발달하고, 밀리미터 급 균열이 층리와 평행하거나 수직으로 발달하였다. 신무와 가현의 평균 총 균열률은 각각 7.01%와 6.06%로, 신무 블록이 다소 높았으나 90% 이상의 균열은 고밀도 광물로 충진되어 있었다. 신무 블록 석탄층 저장 공간 유형은 조직 공극이 주를 이루며, 기공과 점토 광물 간 공극은 드물게 관찰되었고, 공극 직경(이하 공경)은 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터까지 다양하다. 가현 블록 석탄층 저장 공간 유형은 조직 공극과 기공이 주를 이루며, 국부적으로 점토 광물 간 공극 및 균열이 관찰되었고, 공경 분포는 수 나노미터에서 수십 마이크로미터이며 마이크로미터 급 균열이 발달하였다. ② 전 공경 분포 특성 측면에서 두 블록 모두 미공극 비율이 99% 이상으로, 연구 구역 석탄암의 흡착 능력이 강하다. 신무 블록 석탄층 저장 공간은 대공극이 주를 이루며, 대공극 평균 점유율은 74.72%, 미공극 평균 점유율은 23.28%, 미공극 비표면적은 평균 41.24 m²/g이다. 가현 블록 석탄층 저장 공간은 대공극과 미공극이 주를 이루며, 대공극 평균 점유율은 64.00%, 미공극 평균 점유율은 34.85%, 미공극 비표면적은 평균 102.73 m²/g로, 가현 블록이 신무 블록보다 흡착성이 우수하다. ③ 가스 분포 모드 영향 인자 분석에서 두 블록의 미세 구성 성분 함량 및 회분 함량 등의 차이로 인해 균열 발달 유형에 차이가 발생하였으며, 특히 가현 블록 석탄암은 열진화 정도가 높고, 반사상유기물 함량이 더 높으며, 기공이 더 잘 발달하고, 2 nm 이하 미공극 비표면적이 더 높아 흡착력과 생성능이 우수하다. 또한 천정 및 저부암 모두 투수성이 약한 암석이며, 항압력 능력이 강하고 탄성 변형 능력이 높아 밀봉 조건이 우수하여 석탄층 가스 저장에 유리하다. 본 연구는 후속 연구 구역 심부 석탄층 가스의 효율적 탐사 개발에 이론적 근거를 제공한다.

오르도스 분지; 신무–가현 지역; 심부 석탄가스; 공극 및 균열 구조; 전 공경 특성화