低阶煤吸附孔特征及分形表征

摘要：

采集8个具代表性的不同宏观煤岩类型的低阶煤岩进行了低温液氮吸附和甲烷等温吸附实验,探讨了低阶煤的吸附孔特征,确定了适合低阶煤吸附孔隙分形模型及分形维数与孔结构、吸附性能的关联性.由此将低阶煤的吸/脱附曲线划为四类并对应4种孔隙,光亮型煤中主要为一端封闭的锥形孔,半亮型煤中主要为墨水瓶状孔,半暗型煤包含了开放型的圆筒状孔和一端封闭的尖劈形孔,暗淡型煤则以开放型的圆筒状孔为主.结果表明,FHH模型相对BET模型分形较符合低阶煤孔隙特征;FHH中不同宏观煤岩类型在相对压力0 ~0.5和0.5 ~1.0吸附特征各异得到分维数D21和D22,其中D21表征煤吸附孔表面粗糙度而D22表征吸附孔结构不规则性;D21越高,孔比表面积越大,D22越高,平均孔径越小,微孔含量越高,孔隙非均质性愈强;D21较D22对低阶煤的吸附性能控制作用大,表现为高D21低D22时,吸附能力最大,累计比表面积分维数增高,吸附能力增大.因此,低阶煤的吸附过程随压力增大为单分子层过渡到多分子层吸附为主.

关键词：比表面积、FHH模型、低温液氮吸附、分形维数、孔结构、低阶煤

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分类号：TE132.2(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家自然科学基金项目41772160,41602170;国家科技重大专项2016ZX05043-001;中央高校基本科研业务专项基金项目2652017302

在线出版日期：2018-06-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：373-383