煤炭学报

作者：薛生, 韩飞林, 郑春山, 刘帅丽, 柳炳俊,

关键词：水力压注, 非均质性, 孔隙结构, 多重分形, 四氢呋喃,

煤层气抽采效率与孔隙结构多重分形特征密切相关，理清化学溶剂水力压注作用下煤体孔隙结构的变化机制对煤储层溶剂改造具有理论意义。采用真三轴水力压注与渗流测试实验平台，开展了四氢呋喃溶液(THF)和清水压注煤体试验，基于低温液氮吸附和压汞测试结果，结合Barrett-Joyner-Halenda模型、Washburn方程和多重分形理论，研究了水力压注后煤体孔隙结构的非均质性变化规律和多重分形特征，并探讨了煤体孔隙多重分形参数变化的影响因素。结果表明：与3个原煤样相比，清水压注后煤体总孔容增加分别为9.98%、11.92%、99.63%，而THF压注后的总孔容增加分别为37.37%、27.49%、108.35%，归因于THF压注具有致裂煤体和溶解孔隙有机小分子化合物的协同作用，能够进一步提高孔容增大量。原煤与压注后煤样孔隙结构的广义分形维数谱和多重分形奇异谱符合多重分形理论规律，其孔隙结构均具有多重分形特征。相较于原煤，清水和THF压注后煤体孔隙数量均增加，奇异谱宽度Δα普遍增大(增大范围在0.034 7～0.350 5)，孔隙结构非均质性增强。THF压注后煤体微小孔的非均质性普遍高于清水压注煤体，但中大孔的非均质性略低于清水压注煤体。煤体孔容、比表面积与奇异谱宽度、低概率参数(D–10−D0)之间均呈正相关。研究结果为认识THF水力压注条件下煤储层孔隙结构非均质性和局部尺度属性变化规律提供理论基础，有助于揭示低渗储层孔渗特性改造机制。

来源：2025年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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