基于原子力显微镜的煤岩微尺度力学性质研究

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单位中国矿业大学(北京)
来源中国煤层气勘探开发技术与产业化发展战略--2019年煤层气学术研讨会论文集
出版年2019
摘要
煤储层的力学性质与表面特性是影响煤层气吸附解吸,储层压裂的关键因素。当前煤岩的力学性质特征研究主要以宏观测试为主,存在有取样困难,实验周期长等问题。本文以煤岩为研究对象,先对样品进行扫描电镜(SEM)成像然后在进行原子力显微镜(AFM)成像,讨论了AFM样本的制备和测试方法,利用原子力显微技术的力学性能量化模块,测量煤岩表面的不同位置的弹性模量值与黏附力值。研究表明在该成熟度(R_o=0.80%)下煤基质的弹性模量值为2GPa,煤中黏土矿物的弹性模量平均值为10GPa。从黏附力图上可知,黏附力的范围在20~40nN间,同时孔隙存在的地方黏附力值更大。本研究成果有助于更好地理解煤岩的微观力学特性,并为微观角度确定岩石宏观力学性质研究提供参考。

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