基于原子力顯微鏡表征碳酸鹽巖納米級孔隙結構

吳　盾

安徽省煤田地質局勘查研究院，安徽合肥，230088

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基于原子力顯微鏡表征碳酸鹽巖納米級孔隙結構

吳盾

安徽省煤田地質局勘查研究院，安徽合肥，230088

為深入掌握非常規油氣田吸附氣儲集和運移信息，碳酸鹽巖納米孔隙結構參數是一項必不可缺的關鍵要素。以淮南煤田晚石炭世太原組碳酸鹽巖為主要研究對象，采用原子力顯微(AFM)技術對其納米級平面、三維微觀形貌進行表征。結果表明：太原組碳酸鹽巖納米級孔隙主要為粒間孔隙和分散孔洞孔隙，含少量的連通孔洞孔隙；橫切面(Section)分析技術能夠有效地展示碳酸鹽巖納米孔隙的幾何形態學特征，進一步定量表征孔隙直徑、深度等信息。

原子力顯微鏡；納米級；孔隙結構；碳酸鹽巖；太原組

1　問題提出

淮南煤田-1000 m淺A組煤儲量17.7億噸。A組煤主采A3和A1兩煤層，A3煤層煤厚2.09～9.17 m，平均5.07 m；A1煤層煤厚1.56～7.77 m，平均3.78 m。兩煤層層間距1～5 m，局部合并為一層?；茨厦禾顰組煤資源稟賦、賦存穩定、煤質好，但由于水文地質條件復雜，斷層構造發育，水平向地應力大，且下伏山西組海相泥巖、太原組石灰巖遇水膨脹，巖層節理、裂隙發育，局部礦井A組煤底板存在灰巖溶洞或溶隙，尤其是近距離的底板灰巖，水頭壓力高、局部富含瓦斯。這些因素對淮南煤田A組煤安全開采構造了巨大威脅，成為A組煤開采和工程實踐上亟待解決的突出難題。

已有研究表明[1-3]，淮南煤田晚石炭世太原組-早二疊世山西組發育的泥質巖、石灰巖富含硫酸鹽類礦物，具有一定的生氣作用，因此，其熱演化形成的非常規天然氣有可能通過A組煤下伏太原組碳酸鹽巖空隙涌向采掘工作面，對A組煤安全開采造成影響?！?br>