煤中孔隙类型、研究方法与特征

煤中孔隙是煤层气赋存与富集的场所，也是CO2强化煤层气开采与地质封存的主要储集空间。系统研究煤中孔隙结构演化特征及其控制机理，对于深入探讨煤层气产出机制、煤与瓦斯突出机理和深部煤层CO2高效压裂与安全封存机制具有重要意义。本书系统研究了煤中孔隙的形成与分类，对比分析了煤中孔隙不同测试技术与方法的优点与缺点，详细阐明了煤中多尺度孔隙结构演化特征及其主要控制因素，深入探讨了煤中封闭孔隙发育特征及形成机理。

前言
第1章 绪论 1
1.1 煤中孔隙的研究意义 1
1.2 煤中孔隙的研究现状 2
1.2.1 煤中孔隙的成因及其分类 2
1.2.2 煤中孔隙的研究方法 3
1.2.3 煤中孔隙发育的影响因素 6
1.2.4 孔隙对气体赋存和运移的影响 11
参考文献 13
第2章 煤中孔隙的形成与分类 17
2.1 孔隙成因分类 17
2.2 孔隙孔径分类 19
2.3 孔隙形态分类 21
参考文献 23
第3章 煤中孔隙的研究方法 24
3.1 直接观察法 24
3.1.1 扫描电子显微镜 24
3.1.2 原子力显微镜 29
3.1.3 透射电子显微镜 36
3.2 流体侵入法 37
3.2.1 压汞法 37
3.2.2 氮气吸附法 42
3.2.3 二氧化碳吸附法 52
3.3 X射线与光谱法 56
3.3.1 低场核磁共振实验 57
3.3.2 微米CT和纳米CT 61
3.3.3 小角X射线散射实验 67
参考文献 70
第4章 煤中多尺度孔隙结构特征 75
4.1 煤中孔隙表面形态演化特征 75
4.1.1 煤中微米尺度孔隙 75
4.1.2 煤中纳米尺度孔隙 81
4.2 煤中纳米尺度孔隙结构特征 113
4.2.1 高压压汞孔隙结构研究 113
4.2.2 恒速压汞孔隙结构特征 127
4.2.3 纳米孔隙结构特征 131
4.3 煤中超微孔发育特征及其影响因素 158
4.3.1 煤样基本信息 158
4.3.2 基于HRTEM实验的构造煤超微孔发育特征 160
4.3.3 煤中超微孔发育的影响因素 165
参考文献 169
第5章 煤中封闭孔隙发育特征及其影响因素 172
5.1 煤样选择及煤岩学特征 173
5.1.1 煤样的宏观描述和变形特征 173
5.1.2 煤样的显微煤岩特征 175
5.2 基于SAXS的煤中总孔隙结构研究 177
5.2.1 不同变质程度煤样总孔隙发育特征 178
5.2.2 不同变形程度煤样总孔隙发育特征 182
5.3 基于液氮吸附实验的煤中开放孔隙结构研究 189
5.3.1 不同变质变形煤中开放孔隙发育特征 189
5.3.2 变质作用对开放孔隙孔体积和孔比表面积的影响 192
5.3.3 变形作用对开放孔隙孔体积和孔比表面积的影响 194
5.3.4 煤样孔隙的分形特征 195
5.4 不同变质变形煤中封闭孔隙发育特征及其形成机理 199
5.4.1 变质作用对封闭孔的影响 199
5.4.2 变形作用对封闭孔的影响 203
5.4.3 封闭孔隙形成机理 206
参考文献 209