3煤储层组成及孔裂结构特征

1、 第三章第三章 煤储层煤储层 组成及孔裂结构特征组成及孔裂结构特征 第一节第一节 煤储层的物质组成煤储层的物质组成 第二节第二节 煤储层的孔裂隙结构系统煤储层的孔裂隙结构系统 第三节第三节 煤储层裂隙发育的地质控制煤储层裂隙发育的地质控制 第一节第一节 煤储层的物质组成煤储层的物质组成 煤储层系由煤基质块（被裂隙切割的最小基质单煤储层系由煤基质块（被裂隙切割的最小基质单元）、气、水（油）三相物质组成的三维地质体。其元）、气、水（油）三相物质组成的三维地质体。其中气组分具有三种相态，即：游离气（气态）、吸附中气组分具有三种相态，即：游离气（气态）、吸附气（准液态）、吸收气（固溶体）；水（油）组分

2、也气（准液态）、吸收气（固溶体）；水（油）组分也有三种形态，即：裂隙、大孔隙中的自由水、显微裂有三种形态，即：裂隙、大孔隙中的自由水、显微裂隙、微孔隙和芳香层缺陷内的束缚水、与煤中矿物质隙、微孔隙和芳香层缺陷内的束缚水、与煤中矿物质结合的化学水；煤基质块则由煤岩和矿物质组成。在结合的化学水；煤基质块则由煤岩和矿物质组成。在一定的压力、温度、电、磁场中各相组分处于动平衡一定的压力、温度、电、磁场中各相组分处于动平衡状态。状态。三相介质三相介质煤基质块煤基质块气（准液态）气（准液态）水（油）水（油） 三元结构三元结构 宏观裂隙宏观裂隙 显微裂隙显微裂隙 孔隙孔隙一、一、 煤储层中的固相介质煤储层中

3、的固相介质 （一）煤的显微组成（一）煤的显微组成 镜质组镜质组vitrinitevitrinite 有机显微组分有机显微组分 惰质组惰质组 inertiniteinertinite 壳质组壳质组 exiniteexinite 无机显微组分无机显微组分 矿物质矿物质煤薄片煤薄片煤砖光片煤砖光片粉煤光片粉煤光片1、 镜质组镜质组 煤中含量在煤中含量在5080%以上，强覆水、还原条件下经生以上，强覆水、还原条件下经生 物地球化学凝胶化作用而形成。物地球化学凝胶化作用而形成。 透射光下：橙红色、褐红色透射光下：橙红色、褐红色 反射光下：灰色、浅灰色，具有弱的荧光性反射光下：灰色、浅灰色，具有弱的荧光性

4、 性脆，裂隙和微孔隙发育性脆，裂隙和微孔隙发育 o较高，、挥发分中等，较低，粘结，结焦性好较高，、挥发分中等，较低，粘结，结焦性好 加氢液化时转化率较高加氢液化时转化率较高 煤化过程生成少量油，较多甲烷气煤化过程生成少量油，较多甲烷气 在煤层中呈透镜状产生在煤层中呈透镜状产生 结构镜质体结构镜质体 按按细胞保存程度和形态特征划分细胞保存程度和形态特征划分 无结构镜质体无结构镜质体 碎屑镜质体碎屑镜质体（1）结构镜质体）结构镜质体 保存有植物的细胞结构保存有植物的细胞结构 ，胞壁、胞腔清晰可辨。，胞壁、胞腔清晰可辨。 结构镜质体结构镜质体 胞腔呈圆形，椭圆形，方形，纺锤形胞腔排列胞腔呈圆形，椭圆

5、形，方形，纺锤形胞腔排列 整齐，胞壁不膨胀或稍有膨胀。整齐，胞壁不膨胀或稍有膨胀。 结构镜质体结构镜质体 胞壁膨胀，胞腔压扁呈短线状，胞腔变小，胞壁膨胀，胞腔压扁呈短线状，胞腔变小， 大小不一，排列不规则大小不一，排列不规则14 1231、2结构镜质体1； 3、4 结构镜质体2（2）无结构镜质体）无结构镜质体 显微镜下观察不到植物的细胞结构。显微镜下观察不到植物的细胞结构。 均质镜质体：均质镜质体：透镜状或条带状产出，轮廓清楚，透镜状或条带状产出，轮廓清楚， 成分均一，不含杂质。成分均一，不含杂质。 基质镜质体：基质镜质体：基质状，无固定形态，成分非均一，基质状，无固定形态，成分非均一， 可包

6、裹其它组分，矿物质含量较多。可包裹其它组分，矿物质含量较多。 胶质镜质体：胶质镜质体：充填植物胞腔中，或其它空腔中沉淀充填植物胞腔中，或其它空腔中沉淀 成凝胶，成分均一成凝胶，成分均一 团块镜质体：团块镜质体：呈圆形或椭圆形，常呈个体或群体出现，呈圆形或椭圆形，常呈个体或群体出现， 团块状，轮廓清晰，成分均一。团块状，轮廓清晰，成分均一。12341均质镜质体；2基质镜质体；3胶质镜质体；4团块镜质体（3）镜屑体）镜屑体 粒度小于粒度小于10um，比较少见，泥炭阶段分解的植物或，比较少见，泥炭阶段分解的植物或 腐植泥炭的碎屑，与基质镜质体在一起时不易区分，与腐植泥炭的碎屑，与基质镜质体在一起时不

7、易区分，与 壳质组或惰质组在一起时，易于辨认壳质组或惰质组在一起时，易于辨认。3、壳质组（类脂组、稳定组）、壳质组（类脂组、稳定组） 透射光：黄色，少数为绿黄色，红橙色透射光：黄色，少数为绿黄色，红橙色 反射光：深灰色，灰色、有突起，发黄色的荧光反射光：深灰色，灰色、有突起，发黄色的荧光 腐泥煤、残植煤、油页岩中富集，密度低，重液腐泥煤、残植煤、油页岩中富集，密度低，重液 易分离易分离 、q、挥发分最高、挥发分最高 液化液化 炼焦炼焦 生油生油 类型：类型：孢子体角质体孢子体角质体 藻类体荧光体藻类体荧光体 木栓体树脂体木栓体树脂体 沥青质体沥青质体 渗透沥青质渗透沥青质 壳屑体壳屑体 孢子体

8、孢子体 孢子体是孢子植物的繁殖器官，保存下来的是其外胞壁。孢子体是孢子植物的繁殖器官，保存下来的是其外胞壁。 特征：特征：闭合长环状，拐角圆滑，有时表面具有纹饰。闭合长环状，拐角圆滑，有时表面具有纹饰。 异孢植物，有雌雄之分异孢植物，有雌雄之分 同孢植物，无雌雄之分。同孢植物，无雌雄之分。 雌：大雌：大孢子孢子 雄：雄：小孢子小孢子 花粉：花粉： 种子植物的繁殖器种子植物的繁殖器 官，大小约为官，大小约为0.05 mm，与小孢子难与小孢子难 以分别。以分别。 角质体角质体 叶、叶柄、细茎、种子、果实上的一层透明薄叶、叶柄、细茎、种子、果实上的一层透明薄 膜，不具有细胞结构。膜，不具有细胞结构。

9、 特征：特征：细长条状，一边平滑，一边呈锯齿状，拐角尖锐细长条状，一边平滑，一边呈锯齿状，拐角尖锐 薄壁角质体：厚薄壁角质体：厚520um 厚壁角质体：厚壁角质体：50um 取决于植物种类、植物组织、生长环境取决于植物种类、植物组织、生长环境 树脂体树脂体植物分泌的产物：树脂、树胶、胶乳、脂肪、蜡质、琥珀植物分泌的产物：树脂、树胶、胶乳、脂肪、蜡质、琥珀 特征：特征：边缘平滑，球形、卵形、纺锤形，充填于胞腔中，内边缘平滑，球形、卵形、纺锤形，充填于胞腔中，内 部均一，无细胞结构。部均一，无细胞结构。 有机化学成分：萜烯体、异戊间二烯的缩聚。有机化学成分：萜烯体、异戊间二烯的缩聚。 木栓质体木栓

10、质体 树皮中木栓组织转变而来。树皮中木栓组织转变而来。 特征：特征：数层至十几层扁平的长方形木栓细胞所形成，数层至十几层扁平的长方形木栓细胞所形成，波浪状排列紧密，纵切面呈叠瓦状结构，横切面呈鳞片状波浪状排列紧密，纵切面呈叠瓦状结构，横切面呈鳞片状结构，荧光呈现褐黄色或暗褐色，荧光色不均匀。木栓化结构，荧光呈现褐黄色或暗褐色，荧光色不均匀。木栓化细胞壁除纤维素和木质素外，还含有细胞壁除纤维素和木质素外，还含有25-50%25-50%木栓体。木栓体。 藻类体藻类体 腐泥煤，腐植、腐泥煤，油页岩中常见。腐泥煤，腐植、腐泥煤，油页岩中常见。 结构藻类体结构藻类体藻类群体，厚壁单细胞藻类藻类群体，厚壁

11、单细胞藻类 特征：特征：水平切面上呈圆形，垂直切面上呈透镜状，扇水平切面上呈圆形，垂直切面上呈透镜状，扇 状、纺锤状，外形清晰，边缘呈锯齿状，表面状、纺锤状，外形清晰，边缘呈锯齿状，表面 呈蜂窝状或海绵状、放射状，纹层状，云朵状呈蜂窝状或海绵状、放射状，纹层状，云朵状 轮廓。轮廓。 层状藻类体层状藻类体 单细胞藻薄壁浮游藻类底栖藻类群体单细胞藻薄壁浮游藻类底栖藻类群体 特征：特征：水平切面呈扁平的小浑圆体，垂直切面呈细水平切面呈扁平的小浑圆体，垂直切面呈细 薄层状，个体小，长宽比大，不易辨认。薄层状，个体小，长宽比大，不易辨认。 1231藻类体（轮奇藻）；2藻类体（皮拉藻）；3藻类体 沥青质体

12、沥青质体 类脂物质、藻类、浮游生物、细菌。类脂物质、藻类、浮游生物、细菌。 特征：特征：无固定形态，基质状，线理状或细小透镜状产出。无固定形态，基质状，线理状或细小透镜状产出。 随紫外线辐射时间加长，荧光性增强。随紫外线辐射时间加长，荧光性增强。 渗出沥青体渗出沥青体 次生煤岩组分：充填于孔隙裂隙中次生煤岩组分：充填于孔隙裂隙中 特征：特征：母质为壳质组时，较强的荧光，为绿黄色、亮母质为壳质组时，较强的荧光，为绿黄色、亮 黄色；母质为富氢镜质体时，较弱的荧光，呈黄色；母质为富氢镜质体时，较弱的荧光，呈 褐黄，褐色。煤生烃，排烃的证据，煤成油的褐黄，褐色。煤生烃，排烃的证据，煤成油的 重质烃类富

13、集物。重质烃类富集物。1231沥青质体，孢粉体；2、3渗出沥青质体 荧光质体荧光质体 叶肉细胞中油或脂肪，果实中的油或脂肪，煤化叶肉细胞中油或脂肪，果实中的油或脂肪，煤化 过程中的油或脂肪。过程中的油或脂肪。 特征：特征：呈小透镜状或粒状集合呈小透镜状或粒状集合 体充填于细胞腔内或集体充填于细胞腔内或集 合成合成10-50um宽的薄层。宽的薄层。 壳屑体壳屑体 特征：特征： 各种壳质组分的碎屑各种壳质组分的碎屑 体，不易与黏土矿物体，不易与黏土矿物 区分，但具有荧光性。区分，但具有荧光性。 3、惰质组、惰质组 在结焦过程中不软化，呈惰性。在结焦过程中不软化，呈惰性。成因：成因： 植物遗体在缺水

14、多氧的环境中，氧化而成。植物遗体在缺水多氧的环境中，氧化而成。 森林火灾，植物不完全燃烧森林火灾，植物不完全燃烧 c60 泥炭表层受真菌等微生物的腐解泥炭表层受真菌等微生物的腐解 强烈的煤化作用强烈的煤化作用特征：特征： 透射光：不透明透射光：不透明 反射光：亮白色，黄色或灰白色，无荧光，正突起反射光：亮白色，黄色或灰白色，无荧光，正突起 高，中等，和挥发分低，热解不具有粘结性高，中等，和挥发分低，热解不具有粘结性 显微组分：显微组分：丝质体半丝质体粗粒体微粒体丝质体半丝质体粗粒体微粒体 菌类体惰屑体菌类体惰屑体 丝质体丝质体 植物的根、茎、叶经丝碳化作用而成，在煤层植物的根、茎、叶经丝碳化作

15、用而成，在煤层 中呈薄层状，透镜状。中呈薄层状，透镜状。显微亚组分：显微亚组分：火焚丝质体氧化丝质体原生丝质体火焚丝质体氧化丝质体原生丝质体 火焚丝质体火焚丝质体 特征：特征：细胞结构保存良好，细胞壁薄，胞间隙甚至细胞结构保存良好，细胞壁薄，胞间隙甚至 植物的年轮都能见到，性脆，呈星状、孤形植物的年轮都能见到，性脆，呈星状、孤形 等碎片。等碎片。 氧化丝质体氧化丝质体 特征：特征：细胞结构保存较好，细胞壁较厚，有时胞腔细胞结构保存较好，细胞壁较厚，有时胞腔 大小不一，排列不很整齐。大小不一，排列不很整齐。 原生丝质体原生丝质体 特征：特征：有些植物在生长过程中，能将黑色素沉淀有些植物在生长过程

16、中，能将黑色素沉淀 在细胞膜中。在细胞膜中。3456211、2火焚丝质体；3、5氧化丝质体；4半丝质体；6丝质体 半丝质体半丝质体 丝炭作用，半透明，可见结构。丝炭作用，半透明，可见结构。 透射光：深棕色，黑棕色透射光：深棕色，黑棕色 反射光：灰白色，灰色反射光：灰白色，灰色 粗粒体粗粒体 无定形、无结构的凝胶状惰质组分，条带状、团块状无定形、无结构的凝胶状惰质组分，条带状、团块状 成因：成因： 泥炭强烈氧化和干燥作用泥炭强烈氧化和干燥作用 富脂类形成煤化丝质体富脂类形成煤化丝质体 火焚泥炭火焚泥炭 微粒体微粒体 特征：特征：75% 半亮型煤半亮型煤 光泽较强光泽较强75%-50% 半暗型煤光

17、泽暗淡半暗型煤光泽暗淡50%25 % 暗淡型煤暗淡型煤 光泽极暗光泽极暗5mm 条带状结构条带状结构 中条带状结构中条带状结构 条带宽条带宽3-5mm 细条带状结构细条带状结构 条带宽条带宽1-3mm 线理状结构：线理状结构：煤岩成分呈煤岩成分呈2cm 碎粒构造碎粒构造粒度粒度1cm 糜棱构造糜棱构造层理，煤岩成分看不见层理，煤岩成分看不见1原生结构煤；2碎裂煤；3碎斑煤；4糜棱煤2134构造煤基本特征表构造煤基本特征表 主 要 特 征 原生结构 碎裂煤 碎粒煤 糜棱煤 结构特征 机构完整、明显 原生结构可见 原生结构破坏 裂隙特征 内生、外生裂隙均有 外生裂隙发育 构造镜面发育 煤体破坏程度

18、 完 整 有相对位移块体 主要粒级在1mm 以上 主要粒级在1mm 以下 手试强度 捻 不 动 可捻搓碎粒 易捻搓成碎粒或煤粉 易捻搓成煤粉或煤尘 二、煤储层中的液相介质二、煤储层中的液相介质 煤储层中的液相介质包括裂隙、大孔隙中的自由煤储层中的液相介质包括裂隙、大孔隙中的自由水（油）及其内表面与显微裂隙、微孔隙内表面、水（油）及其内表面与显微裂隙、微孔隙内表面、芳香层缺陷内的芳香层缺陷内的“准液态准液态”物质。物质。煤化学煤化学外在水分、内在水分和化合水三部分。外在水分、内在水分和化合水三部分。煤层气煤层气重力水、束缚水重力水、束缚水平衡水平衡水在在30、相对湿度为、相对湿度为9697%条件

19、下达到吸条件下达到吸湿平衡时的内在水分。湿平衡时的内在水分。最高内在水分、临界含水量最高内在水分、临界含水量3、煤储层中的气相介质、煤储层中的气相介质 煤储层中赋存的气相介质和由煤储层中赋存的气相介质和由“准液态准液态”转化为气相介质的主要有转化为气相介质的主要有ch4、n2、co2、c2h6等。等。 表 3-2 甲烷在煤储层中赋存形态和分布（据 a.t 艾鲁尼） 赋存位置 赋存形态 比例（%） 裂隙、大孔和块体空间内 游离、 （水溶态） 812（13） 裂隙、大孔和块体内表面 吸附 512 显微裂隙和微孔隙 吸附 7580 芳香层缺陷内 替代式固溶体 15 芳香碳晶体内 填隙式固溶体 512

20、 注：中煤级煤，埋深 8001200 米 气体组分：气体组分：chch4 4、 coco2 2、n n2 2吸附气吸附气游离气游离气水溶气和水水溶气和水第二节第二节 煤储层的孔裂隙结构系统煤储层的孔裂隙结构系统 傅雪海等（傅雪海等（1999）认为煤储层系由宏观裂隙、显微裂隙和孔）认为煤储层系由宏观裂隙、显微裂隙和孔隙组成的三元孔、裂隙介质，孔隙是煤层气的主要储集场所，隙组成的三元孔、裂隙介质，孔隙是煤层气的主要储集场所，宏观裂隙是煤层气运移的通道，而显微裂隙则是沟通孔隙与裂宏观裂隙是煤层气运移的通道，而显微裂隙则是沟通孔隙与裂隙的桥梁。隙的桥梁。一、双孔隙与三元结构一、双孔隙与三元结构 煤基质

21、 煤基质 孔隙 面裂隙 端裂隙显微裂隙 h2o2ch444och4oh2o二、割理与裂隙二、割理与裂隙 煤储层中的裂隙在国外煤层气工业中常被称为煤储层中的裂隙在国外煤层气工业中常被称为割理。割理是煤中的天然裂隙，在整个煤层中连续割理。割理是煤中的天然裂隙，在整个煤层中连续分布的割理称为面割理（分布的割理称为面割理（face cleat），中止于面割），中止于面割理或与面割理交叉的不连续割理称为端割理（理或与面割理交叉的不连续割理称为端割理（bull cleat）。面割理与端割理通常是相互垂直的或近似）。面割理与端割理通常是相互垂直的或近似直交的。直交的。 割理含义比较模糊，有时指外生裂隙，有时

22、指内割理含义比较模糊，有时指外生裂隙，有时指内生裂隙，有时又是外生裂隙与内生裂隙的统称。生裂隙，有时又是外生裂隙与内生裂隙的统称。 外生裂隙：外生裂隙：以各种角度与煤层层理面相交（剪裂隙两以各种角度与煤层层理面相交（剪裂隙两 组、较平直，张裂隙一组，裂面凹凸不平，组、较平直，张裂隙一组，裂面凹凸不平， 呈羽毛状，波纹状）次生矿物、煤屑充填，呈羽毛状，波纹状）次生矿物、煤屑充填， 系构造应力的产物，裂隙间距较宽。系构造应力的产物，裂隙间距较宽。 内生裂隙：内生裂隙： 由内张力形成，一般发育两组，近垂直于由内张力形成，一般发育两组，近垂直于 层理面，裂面比较平坦。层理面，裂面比较平坦。 节理：节理

23、：煤沿各组不同方向的裂隙发生破裂，并构成一煤沿各组不同方向的裂隙发生破裂，并构成一 定的几何形态，如板状、柱状、立方体状、平定的几何形态，如板状、柱状、立方体状、平 行六面体状、锥状、行六面体状、锥状、 鳞片状等。鳞片状等。外生裂隙外生裂隙内生裂隙内生裂隙三、宏观裂隙三、宏观裂隙 1、分级、分级端裂隙 面裂隙 宏观煤岩类型 宏观煤岩成分 夹矸 大 中 小 微 裂 隙 大、中裂隙与大、中裂隙与外生裂隙或节理相当外生裂隙或节理相当 外应力外应力 小裂隙与内行小裂隙与内行裂隙相当裂隙相当 微裂隙常发育微裂隙常发育于镜煤与亮煤之中于镜煤与亮煤之中收缩内应力收缩内应力大裂隙：切穿整个煤层，甚至顶板大裂隙

24、：切穿整个煤层，甚至顶板中裂隙：切穿几个煤的自然分层或光泽岩石类型分层，包括夹矸中裂隙：切穿几个煤的自然分层或光泽岩石类型分层，包括夹矸小裂隙：切穿几个煤岩石类型分层小裂隙：切穿几个煤岩石类型分层微裂隙：局限在一个煤岩类型分层内微裂隙：局限在一个煤岩类型分层内裂隙长度裂隙长度:在平行于层面的断面或煤岩类型界面上的横向连续延在平行于层面的断面或煤岩类型界面上的横向连续延 伸长度。伸长度。裂隙高度裂隙高度:垂向上裂隙的连续延伸长度。垂向上裂隙的连续延伸长度。裂隙线密度裂隙线密度:在层面或煤岩类型界面上在层面或煤岩类型界面上, 与一条垂直于裂隙延伸方与一条垂直于裂隙延伸方 向的的直线相交的裂隙条数。

25、向的的直线相交的裂隙条数。裂隙面密度裂隙面密度:在层面或煤岩类型界面上在层面或煤岩类型界面上, 一定面积内的面裂隙和端一定面积内的面裂隙和端 裂隙的总条数裂隙的总条数, 一般使用两边分别平行于面裂隙和端一般使用两边分别平行于面裂隙和端 裂隙的平行四边形来统计。裂隙的平行四边形来统计。裂隙面形态裂隙面形态:煤岩裂隙面两壁的特征。煤岩裂隙面两壁的特征。裂隙壁距裂隙壁距:同一条裂隙的两壁之间的距离。被充填的裂隙同一条裂隙的两壁之间的距离。被充填的裂隙, 充填物的充填物的 厚度代表某一地质时期内地下状态下的裂隙壁距。厚度代表某一地质时期内地下状态下的裂隙壁距。2、力学性质分类、力学性质分类 裂隙或由内

26、应力（煤化作用过程中，凝胶化组分裂隙或由内应力（煤化作用过程中，凝胶化组分收缩应力及超高孔隙流体压力）或由外应力（构造应收缩应力及超高孔隙流体压力）或由外应力（构造应力、重力及热应力等）或由内应力与外应力二者综合力、重力及热应力等）或由内应力与外应力二者综合作用而形成。作用而形成。 张性裂隙、张性裂隙、张性剪裂隙、压性剪裂隙张性剪裂隙、压性剪裂隙3、组合类型、组合类型 矩形网状矩形网状 不规则网状不规则网状 平行状平行状四、显微裂隙四、显微裂隙张 裂 纹 剪 裂 纹 复 合 裂 纹 显微裂隙是肉眼难以辨认的、必须借助显微镜或扫显微裂隙是肉眼难以辨认的、必须借助显微镜或扫描电镜才能观察。显微裂隙

27、的镜下观测必须在井下采取描电镜才能观察。显微裂隙的镜下观测必须在井下采取定向煤样，并保证一定的块度，在室内磨制成二维或三定向煤样，并保证一定的块度，在室内磨制成二维或三维光洁面，在其层理面上观测裂隙的方向、主次关系、维光洁面，在其层理面上观测裂隙的方向、主次关系、长度、宽度、密度、间距等，在剖面上观测裂隙高度、长度、宽度、密度、间距等，在剖面上观测裂隙高度、垂向分布等。垂向分布等。五、裂隙发育程度的地质控制五、裂隙发育程度的地质控制图图 3-12 小裂隙面裂隙密度小裂隙面裂隙密度/条条5cm-1 据樊明珠（1997） 裂隙 1、煤级、煤级2、煤岩类型与成分、煤岩类型与成分 小裂隙的面密度25c

28、m-2 图 3-16 裂隙 （据樊明珠等，1997） 3、煤层厚度、煤层厚度 天然裂隙发育密度常随煤岩类型条带或分层天然裂隙发育密度常随煤岩类型条带或分层的厚度变薄而减小。的厚度变薄而减小。 4、矿物质含量、矿物质含量 随矿物质含量增高，煤层中裂隙密度、长度和随矿物质含量增高，煤层中裂隙密度、长度和宽度均降低。矿物质赋存状态不同对裂隙的影响也宽度均降低。矿物质赋存状态不同对裂隙的影响也不一样。分散矿物质主要影响裂隙的密度，富集块不一样。分散矿物质主要影响裂隙的密度，富集块状矿物则主要影响裂隙的连通性。状矿物则主要影响裂隙的连通性。 在简单结构煤层中，大、中裂隙可以穿透整个在简单结构煤层中，大、

29、中裂隙可以穿透整个煤层，垂向连通性好；在复杂结构煤层中，小裂隙煤层，垂向连通性好；在复杂结构煤层中，小裂隙和微裂隙中止于夹矸，垂向不连通。和微裂隙中止于夹矸，垂向不连通。 5、煤层结构、煤层结构6、古应力场、古应力场7、水文地质条件、水文地质条件水压力水压力矿化度矿化度8、构造样式、构造样式 9、 沉积作用沉积作用六、孔隙六、孔隙 1、成因类型表 3-4 煤孔隙类型及成因（据张慧，2001） 类型 成因简述 胞腔孔 成煤植物本身所具有的细胞结构孔 原生孔 屑间孔 镜屑体、惰屑体和壳屑体等碎屑状颗粒之间的孔隙 链间孔 凝胶化物质在变质作用下缩聚而形成的链之间的孔隙 变质孔 气孔 煤变质过程中由生

30、气和聚气作用而形成的孔隙 角砾孔 煤受构造应力破坏而形成的角砾之间的孔隙 碎粒孔 煤受构造应力破坏而形成的碎粒之间的孔隙 外生孔 磨檫孔 压应力作用下面与面之间因磨檫而形成的孔隙 铸模孔 煤中矿物质在有机质中因硬度差异而铸成的印坑 溶蚀孔 可溶性矿物在长期气、水作用下受溶蚀而形成的孔 矿物质孔 晶间孔 矿物晶粒之间的孔 扫描电镜，扫描电镜， 1000气孔胞间孔屑间孔晶间孔隙溶蚀孔隙 表 3-5 煤孔径结构划分方案比较 单位：直径，nm oo （1961） dubinin (1966) iupac （1978） gan (1972) 抚顺煤研所 （1985） 吴俊 (1991) 杨思敬 （199

31、1） 微孔，10 微孔， 2 微孔， 2 微孔， 1.2 微孔， 8 微孔，5 微孔， 10 过渡孔，10100 过渡孔，550 过渡孔，1050 中孔，1001000 过渡孔，220 过渡孔, 250 过渡孔, 1.230 过渡孔, 8100 中孔，50500 中孔，50750 大孔， 1000 大孔，20 大孔，50 粗孔，1000 大孔，100 大孔，5007500 大孔，1000 *抚顺煤炭科学研究所煤层烃类气体组分与煤岩煤化关系的研究1985 2、大小分级3、测试方法低温液氮低温液氮 测测0.75nm的孔隙的孔隙压汞法压汞法 测测7.5nm的孔隙的孔隙沁水永红矿3孔隙体积直方图0.4

32、222.41.60.4 0.40.80.4 0.4 0.40.80.41.60.41.20.40.81.2 1.20.40.821.62.40.41.20.422.73.1 3.105101520252e+057149043152237591425692682910104621471.843.123.916.614.410.87.5孔径nm孔隙体积mm3g-1比孔容：比孔容：单位重量的孔容（孔隙体积）。单位重量的孔容（孔隙体积）。比表面积：比表面积：单位重量的表面积单位重量的表面积大小：大小：hm：200m2/g ym：6080150m2/g wy：230m2/g 孔隙形态：孔隙形态：图3 -

33、9(a)(b)(c) 孔隙形态类型图 孔隙压汞滞后环与孔隙连通性 （a）半封闭孔（b）开放孔（c）细颈瓶孔（据秦勇，1994） 4、孔隙度 煤的孔隙度是指煤中孔隙与裂隙的总体积与煤的孔隙度是指煤中孔隙与裂隙的总体积与煤的总体积之百分比。其测试方法很多，通常据煤的总体积之百分比。其测试方法很多，通常据煤的真密度和视密度（容量瓶法）来计算，即煤的真密度和视密度（容量瓶法）来计算，即 %100trdardtrd trd真密度，真密度，g/cm3 ；ard视密度，视密度，g/cm3测定煤的真密度常用比重瓶法，以水做置换介质，测定煤的真密度常用比重瓶法，以水做置换介质，根据阿基米德根据阿基米德原理进行计算。水分子的直径较大，不能进入很细的毛细管和微原理进行计算。水分子的直径较大，不能进入很细的毛细管和微孔中，测得的真密度仅是近似值。用氦做置换介质可较准确地测孔中，测得的真密度仅是近似值。用氦做置换介质可较准确地测定煤的真密度，氦的分