煤炭学报

作者：冯增朝, 石建行,

关键词：有机类岩石, 渗透率, 细观结构, 高温高压, 岩石强度, 热解程度, 显微CT扫描,

在原位改性流体化采矿中，利用高温对矿床进行处理是一种有效方法。探明原位条件下有机类矿层的热解特性、细观结构、渗透率、变形等随温度的演化规律对资源的高效开采具有重要意义。利用高温高压三轴试验机结合含应力显微CT扫描技术，研究了热力耦合作用下3种有机类岩石(油页岩、烟煤及页岩)的渗透率、热解产气、细观结构及轴向变形随温度(≥300 ℃)的演化规律，同时结合热解产气、轴向变形及细观结构对渗透率演化机理进行了探究。结果表明：热力耦合作用下，有机类岩石的渗透率演化存在阈值温度，在轴压10 MPa，围压7 MPa的应力条件下，油页岩、烟煤及页岩的阈值温度分别为400、450及500 ℃；当热解温度小于阈值温度时，有机类岩石的渗透率由岩石强度主导，孔裂隙随温度的升高而闭合，渗透率与温度呈负相关变化；当热解温度大于阈值温度时，有机类岩石的渗透率由岩石的热解程度主导，孔裂隙随温度的升高逐渐发育并沟通，渗透率与温度呈正相关变化；进行阈值温度前后特性比较，油页岩热解程度与岩石强度在3种岩石中提升幅度最大，有机质热解并排出促进了孔裂隙的新生及连通，岩石强度的增大减弱了应力对岩石孔裂隙的压缩闭合作用，油页岩的渗透率呈现大幅度的提升。

来源：2024年第9期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2024年第9期