Estrutura porosa e conteúdo de gás do reservatório de carvão profundo de alta qualidade no sudeste da Bacia de Ordos

ZHANG CHENXUAN ,  

LIU GUIZHEN ,  

GAO RONGHUI ,  

YE LEJUN ,  

HAN MING ,  

LIN SHUHAN ,  

摘要

As características em múltiplas escalas do sistema de poros dos reservatórios de carvão profundo de alta qualidade afetam diretamente o estado de armazenamento do gás de carvão e a capacidade de permeabilidade, além de exercerem influência importante no processo de adsorção/dessorção do gás de carvão profundo. Para avaliar melhor o conteúdo de gás do carvão profundo, este estudo focou no carvão de alta qualidade número 8 na região sudeste da Bacia de Ordos, empregando métodos experimentais como porosimetria de mercúrio de alta pressão, adsorção de nitrogênio líquido (N₂), adsorção de CO₂ e microscopia eletrônica de varredura para caracterizar a estrutura porosa do reservatório de carvão profundo de alta qualidade em múltiplas escalas. Os resultados indicam que os poros do reservatório de carvão profundo de alta qualidade são principalmente poros orgânicos e microfissuras; os poros em escala nanométrica e micrométrica apresentam formas circulares e elípticas, as microfissuras apresentam formato de faixa alongada, e alguns poros e fissuras são preenchidos com minerais argilosos e pirita. Os microporos, mesoporos e macroporos do reservatório de carvão profundo de alta qualidade desenvolvem-se continuamente, com os tipos de poros apresentando uma distribuição multimodal. O segmento de microporos apresenta uma curva em "degraus" com pico dominante entre 0,4 e 0,7 nm; os mesoporos (2~50 nm) dominam com diâmetros de 3~5 nm; macroporos maiores que 50 nm e microfissuras estão menos desenvolvidos, mas contribuem mais para a permeabilidade do reservatório, fornecendo o principal espaço para o armazenamento do gás livre. O gás de carvão profundo apresenta características de armazenamento multifásico, principalmente adsorvido e livre. O conteúdo total de gás medido na camada de carvão número 8 na área de estudo varia de 28,39 a 35,85 m³/t, o volume de Lang varia de 26,09 a 29,52 m³/t, com saturação de gás de 116% a 150%, indicando um estado geral de super saturação. No geral, a área de superfície específica dos microporos na camada 8 representa mais de 99%, o conteúdo de gás do reservatório de carvão profundo de alta qualidade é dominado principalmente pelo gás adsorvido, a capacidade de adsorção ainda é o principal fator para avaliar o conteúdo de gás; macroporos e microfissuras se desenvolvem no reservatório profundo, fornecendo espaço de armazenamento para gás livre, o gás de carvão profundo está geralmente em estado de super saturação, com desenvolvimento generalizado de gás livre e alta saturação de gás.

关键词

sudeste da Bacia de Ordos; gás de carvão profundo; estrutura porosa; estado de armazenamento; carvão número 8

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