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組合溶劑作用下高階煤的表面性質(zhì)和孔隙結(jié)構(gòu)變化研究

作者:張小東; 郝宗超; 盧中強; 楊延輝; 張碩 河南理工大學能源科學與工程學院; 河南焦作454000; 中原經(jīng)濟區(qū)煤層氣(頁巖氣)協(xié)同創(chuàng)新中心; 河南焦作454000; 河南省冶金研究所有限責任公司; 河南鄭州450000; 中國石油華北油田分公司勘探開發(fā)研究院; 河北任丘062552

摘要:為了對比分析組合壓裂液中不同溶劑作用下高階煤的表面性質(zhì)和孔隙結(jié)構(gòu)變化特征,分別以有機溶劑(THF)和無機酸(HCl)、有機溶劑(CS2)和強氧化劑(ClO2)為組合,對山西長治的高階煤進行不同順序試驗,并借助接觸角和低溫液氮吸附試驗。結(jié)果表明:有機溶劑+無機溶劑作用下的萃取(溶出)率要高于無機溶劑+有機溶劑作用下的,其中有機溶劑的萃取率遠大于無機溶劑的溶出率;HCl作用后的煤樣接觸角減小,表面張力增大,潤濕性增強,而有機溶劑和ClO2作用后的煤樣則相反;不同溶劑作用后煤樣的BET比表面積和BJH孔容均顯著增大,其中有機溶劑+無機溶劑作用下的增大程度大于無機溶劑+有機溶劑作用下的;各種溶劑對煤樣均具有擴孔效果,特別是對小孔徑段效果最為顯著。相比而言,兩種溶劑作用后煤樣的擴孔效果要明顯優(yōu)于一種溶劑作用后的,且CS2+ClO2組合溶劑最為顯著。因此,將CS2溶劑和ClO2溶劑分別作為壓裂液中的前置液和攜砂液,可更好地改造煤儲層的透氣性。

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河南理工大學學報·自然科學版雜志

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