鄂尔多斯盆地低阶煤孔隙空间拓扑结构定量表征 论文

通过X-ray μCT三维重构技术，对鄂尔多斯盆地低阶煤的微观孔隙结构进行深入分析。这种复杂的微观孔隙结构在等效孔隙网络模型中得到了有效简化，使得从拓扑学角度对其空间网络结构的研究成为可能。为定量表征煤微观孔隙的空间结构，研究者们对鄂尔多斯盆地的低阶煤进行了X-ray μCT扫描，重建了煤孔隙的微观空间结构模型，并构建了PNM（孔隙网络模型）空间拓扑结构，从而分析了其孔隙和喉道的结构特征。

研究结果显示：羊场湾褐煤内部发育有较大的微裂隙，而斜沟气煤内部微裂隙较少，但其孔隙数量多、体积大且均质性高。具体而言，羊场湾褐煤中体积大于0.25μm³的孔隙占比达到23%，而半径在0.1～0.7μm的孔隙占比超过90%，其配位数均值为7，喉道的等效半径和长度均值分别为0.13μm和1.69μm。相比之下，斜沟气煤的孔隙体积主要集中在0～0.06μm³，等效半径则主要分布在0.11～0.26μm，其配位数均值为4，喉道的等效半径和长度均值分别为0.09μm和0.63μm。因此，羊场湾褐煤的孔隙体积更大、连通性更强，且喉道更宽、更长，这也是其渗透性能更为优越的根本原因。