Estudo das características da estrutura de poros e fraturas em múltiplas escalas nas rochas carboníferas profundas — estudo de caso dos blocos Shenmu–Jiaxian na margem leste da Bacia de Ordos

YANG JINGXU ,  

YU CHENGLIN ,  

ZHANG BOMING ,  

LI HAIDONG ,  

LI YANZE ,  

LIU JIAXING ,  

ZHAO CHUNYANG ,  

摘要

Para esclarecer as características da estrutura de poros e fraturas em múltiplas escalas das formações carboníferas do bloco Shenmu–Jiaxian na margem leste da Bacia de Ordos, e os principais fatores de controle, foram combinados experimentos como tomografia computadorizada (CT), microscopia eletrônica de varredura, penetração de mercúrio sob alta pressão, adsorção em baixa temperatura de N2 e CO2. Utilizando o método de montagem de todos os diâmetros de poros (doravante denominado “diâmetro total”), foi estabelecida uma placa de desenvolvimento do diâmetro total de poros em múltiplas escalas para o carvão da área de estudo, visando explorar as causas das diferenças na capacidade de conteúdo de gás e no desenvolvimento dos poros nos dois blocos Shenmu e Jiaxian. Os resultados indicam: ① No que diz respeito às características dos tipos de poros e fraturas em múltiplas escalas, a área de estudo apresenta de modo geral desenvolvimento de fraturas de clivagem, fraturas paralelas ou perpendiculares à camada na escala milimétrica; a taxa média total de fraturas nos blocos Shenmu e Jiaxian é de 7,01% e 6,06%, respectivamente, sendo ligeiramente maior no bloco Shenmu, porém mais de 90% das fraturas estão preenchidas com minerais de alta densidade. O tipo de espaço de armazenamento na camada de carvão do bloco Shenmu é dominado por poros de tecido, com poucos poros de gás e poros intercristalinos de minerais argilosos, com diâmetro dos poros (doravante ‘diâmetro do poro’) variando de alguns micrômetros a dezenas de micrômetros; no bloco Jiaxian, o espaço de armazenamento da camada de carvão é dominado por poros de tecido e poros de gás, sendo visíveis localmente poros e fraturas intercristalinas de minerais argilosos, com distribuição do diâmetro dos poros variando de alguns nanômetros a dezenas de micrômetros, apresentando desenvolvimento de fraturas em escala micrométrica. ② Quanto à característica da distribuição do diâmetro total, a proporção de microporos em ambos os blocos é superior a 99%, indicando forte capacidade de adsorção das rochas carboníferas da área estudada. No bloco Shenmu, o espaço de armazenamento da camada de carvão é dominado por macroporos, com uma proporção média de 74,72%, e microporos com 23,28%, e a área superficial específica média dos microporos é de 41,24 m2/g; no bloco Jiaxian, o espaço de armazenamento é dominado por macroporos e microporos, com proporções médias de 64,00% e 34,85%, respectivamente, e a área superficial específica média dos microporos é de 102,73 m2/g, com melhor adsorção no bloco Jiaxian do que em Shenmu. ③ A análise dos fatores que influenciam o modo de ocorrência do gás indica que as diferenças no conteúdo dos microcomponentes e na cinza entre os dois blocos resultam em tipos diferentes de desenvolvimento de poros e fraturas, principalmente refletido no bloco Jiaxian que possui grau mais elevado de evolução térmica, maior conteúdo de vitrinita, poros de gás mais desenvolvidos, área superficial específica mais alta dos microporos com diâmetro inferior a 2 nm, com maior capacidade de adsorção e geração de hidrocarbonetos, e os tetos e bases são formados por litologias de baixa permeabilidade, com alta resistência à compressão e boa capacidade de deformação elástica, oferecendo boas condições de vedação e favorecendo a preservação dos reservatórios de gás de carvão. A pesquisa fornece uma base teórica para a exploração e desenvolvimento eficiente do gás de carvão profundo na área de estudo.

关键词

Bacia de Ordos; área Shenmu–Jiaxian; gás de carvão profundo; estrutura de poros e fraturas; caracterização do diâmetro total

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