高岭石/水分散体系对煤储层渗透性影响的实验研究

摘要

为了研究高岭石/水分散体系对煤储层渗透性的影响,论文对沁水盆地成庄和西曲地区开展一系列研究工作。现场观察和室内分析测试结果表明,两煤样分别属于无烟煤和焦煤。煤样无机矿物主要为高岭石、方解石和黄铁矿。成庄煤样裂隙以外生裂隙为主,裂隙稀疏,可见裂隙被脉状方解石充填裂隙,煤样表面有较多碎煤粒,裂隙连通性较差。西曲煤样内生裂隙发育,裂隙密集,裂隙很少被充填,连通性好。
　　两煤样中方解石和黄铁矿的赋存方式导致其无法在流体作用下在煤裂隙内大量运移,现有实验条件无法研究其对储层渗透性的影响。基于上述及高岭石颗粒分散行为特征以及在不破坏其结构的情况下机械研磨所能得到的粒径,采用LDY-1型高温高压流动仪,模拟研究了高岭石/水分散体系在煤样裂隙内运移规律及其对储层渗透性的影响。
　　分别采用蒸馏水和0.05、0.1g/L的高岭石/水分散体系作为驱替液测定同一煤样的初始和实验渗透率并计算煤样渗透率的损伤情况。实验显示初始渗透率实验过程划分为未出液、煤粉运移和稳定三个阶段;实验渗透率实验过程则可划分为未出液、高岭石颗粒运移和堵塞阶段。在运移和堵塞阶段,颗粒呈现多次的停止-启动循环,导致渗透率呈现上升-下降的变化。总体而言,采用高岭石/水分散体系进行驱替时,煤样渗透率均受到不同程度的损害。造成储层伤害的原因与煤样裂隙特征和发育程度及进入储层裂隙系统颗粒的绝对量有关。不同的裂隙特征和发育程度的情况下,高岭石颗粒对渗透率损害的效果和机理各异。

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变量注释表

1 绪论

1.1 研究意义（Significance of the Research）

1.2 研究现状（Research Status）

1.3 存在问题（Problem of the Research）

1.4 研究内容与研究方案（Research Scheme）

1.5 研究工作量（Research Work）

2 地质背景

2.1 地层（Strata）

2.2 构造（Structure）

2.3 含煤地层与煤层（Coal-bearing Strata and Coal Seam）

2.4 煤层气地质（Geology of CBM）

3 煤储层孔裂隙系统特征研究

3.1 煤岩特征（Characteristics of Coal）

3.2 孔裂隙系统（Pore and Fracture System）

3.3 煤储层孔隙特征（Pore System of Coal Reservoir）

3.4 小结（Brief Summary）

4 高岭石/水分散体系对储层渗透性影响的物理模拟实验

4.1 实验设备及原理（Experimental Equipment and Theory）

4.2 实验制备（Coal Sample Preparation）

4.3 实验步骤（Experimental Procedure）

4.4 实验结果分析（Experimental Result）

4.5 小结（Brief Summary）

5 结论与展望

5.1 结论（Conclusions）

5.2 建议与展望（Suggestion and Prospect）

参考文献

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