沁水盆地南部高阶煤储层渗透率与孔裂隙发育的耦合分析 论文

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本篇论文详细研究了沁水盆地南部高阶煤储层渗透率与孔裂隙发育之间的耦合关系，特别是在应用分形理论研究孔隙的分形特征，并且通过几何分形模型计算了不同孔径孔隙对煤岩渗透率的贡献比例。论文还利用线性拟合技术分析了渗透率与孔隙分形维数、体积百分比以及镜质组最大反射率等变量的相关关系。

在研究中，作者引用了多项相关研究成果。关于分形理论的应用，参考了《煤体孔隙结构分形特征研究》，该研究详细探讨了煤体孔隙结构的分形特征，为本论文提供了理论支持。《腐泥煤的孔隙结构及分形特征》也为论文的分形模型构建提供了重要数据。

研究内容包括以下几点：

1. 分形理论：论文运用了分形理论来研究孔隙结构，分形理论是研究自然界中不规则几何形态的一套数学工具，通过分形维数可以定量描述孔隙空间的复杂程度。相关的分形维数计算方法在《基于分形理论的不同变质程度硬煤孔隙结构试验研究》中有详细描述。

2. 几何分形模型：通过构建几何分形模型，计算不同孔径孔隙对渗透率的贡献比例，这有助于深入了解煤层中流体流动的特征。此模型的应用也得益于《煤岩孔隙结构分形特征表征方法研究》中的方法论，确保了计算的准确性和科学性。

3. 线性拟合技术：通过线性拟合来分析变量间的相关性，例如渗透率与孔隙分形维数、体积百分比和镜质组最大反射率等，这样的分析可以揭示变量之间的相互影响程度。在此方面，《构造煤纳米孔隙结构演化及分形特征》的研究为相关性分析提供了借鉴。

4. 压汞法和低温液氮吸附：这两种方法常用于岩石孔隙结构的测定，压汞法可以测量较大的孔隙结构，而低温液氮吸附则适用于微孔结构的分析。相关的实验方法和分析在《基于压汞法软硬煤孔隙结构分形特征研究》和《基于低温液氮吸附软硬煤孔隙结构分形特征研究》中得到了详细阐述。

5. 孔隙率和渗透率：孔隙率是衡量岩石空隙体积的参数，而渗透率则是衡量流体通过岩石难易程度的指标。这两者在油气储层评价中具有关键作用。

6. 分形维数：分形维数能够描述孔隙空间的复杂程度和不规则性。研究中发现渗透率与中孔、大孔和裂隙的分形维数呈正相关，而与微小孔的分形维数呈负相关。这些发现与《韩城矿区构造煤纳米级孔隙结构的分形特征》中的数据分析结果相一致。

7. 镜质组最大反射率：它是煤层变质程度的一个重要指标，通过与渗透率的相关分析，论文指出了煤层变质程度对渗透率的影响。研究结果指出，孔裂体积主要由微孔和小孔构成，而孔隙类型主要是半封闭孔。煤样的孔隙度平均为13.6%，渗透率平均为0.0072%。大孔和裂隙对渗透率的贡献平均为22.1%。研究还发现渗透率与孔隙度以及镜质组最大反射率之间的相关性较弱，随变质程度的增加，这种相关性呈现先上升后下降的趋势。在煤岩渗透率对孔隙特征的依赖性方面，大孔和裂隙起到了主要贡献作用。