我国煤储层存在“三低”的特点,即低渗透率、低饱和度与低临储比,直接影响了煤层气的商业性开发利用,造成资源和资金投入的严重浪费。若想对煤层气形成大规模的开采,必须进行煤储层改造,增大其渗透率、增加饱和度和提高临储比。目前,煤储层增透的措施有物理手段和化学手段,物理手段最常用的包括水力致裂和裸眼洞穴等,但影响煤层气采收率的含气饱和度与临储比没有发生改变。若能采用一种化学手段来增大其渗透率、增加饱和度和提高临储比,进而提高煤层气的采收率,对改变我国“三低”的煤储层现状将具有指导性意义。 本论文采用化学手段(二氧化氯作用)对煤储层进行改造,通过采集具有代表性的不同煤阶煤样(长焰煤、焦煤及无烟煤)与二氧化氯作用,进行实验室实验测试,研究煤样经处理前后的变化特征。本文基于光学显微镜及亲水性实验研究煤表面性质的变化特征,观测表面的粗糙度和裂隙延伸、连通状况以及测定煤的亲水性的改变;利用等温吸附实验的结果,求得临界解吸压力和含气饱和度,判断煤的亲甲烷能力的大小;通过压汞和低温液氮实验,得出二氧化氯作用前后的孔隙度、孔容、孔径分布、比表面积及孔隙结构的变化特征;测试煤样经二氧化氯作用前后的煤结构(XRD实验、FTIR实验和NMR实验)的变化特征及测定其浸出液中大分子有机物(GC/MS实验)的结构,包括化学键、官能团及有机物等,进行煤样的微观分析。最后通过渗透率实验测试其渗透率的变化,直接对作用前后煤样的渗透率进行比较,直观的反映其增透作用。 通过对煤样经处理后煤结构的变化特征分析及进行渗透率实验的测试,分析研究其与渗透率变化特征的对应关系;并结合等温吸附实验测试煤样对亲甲烷能力的变化,共同研究二氧化氯作用后煤储层特性变化特征。