吴　盾

安徽省煤田地质局勘查研究院，安徽合肥，230088



基于原子力显微镜表征碳酸盐岩纳米级孔隙结构

吴盾

安徽省煤田地质局勘查研究院，安徽合肥，230088

为深入掌握非常规油气田吸附气储集和运移信息，碳酸盐岩纳米孔隙结构参数是一项必不可缺的关键要素。以淮南煤田晚石炭世太原组碳酸盐岩为主要研究对象，采用原子力显微(AFM)技术对其纳米级平面、三维微观形貌进行表征。结果表明：太原组碳酸盐岩纳米级孔隙主要为粒间孔隙和分散孔洞孔隙，含少量的连通孔洞孔隙；横切面(Section)分析技术能够有效地展示碳酸盐岩纳米孔隙的几何形态学特征，进一步定量表征孔隙直径、深度等信息。

原子力显微镜；纳米级；孔隙结构；碳酸盐岩；太原组

1　问题提出

淮南煤田-1000 m浅A组煤储量17.7亿吨。A组煤主采A3和A1两煤层，A3煤层煤厚2.09～9.17 m，平均5.07 m；A1煤层煤厚1.56～7.77 m，平均3.78 m。两煤层层间距1～5 m，局部合并为一层。淮南煤田A组煤资源禀赋、赋存稳定、煤质好，但由于水文地质条件复杂，断层构造发育，水平向地应力大，且下伏山西组海相泥岩、太原组石灰岩遇水膨胀，岩层节理、裂隙发育，局部矿井A组煤底板存在灰岩溶洞或溶隙，尤其是近距离的底板灰岩，水头压力高、局部富含瓦斯。这些因素对淮南煤田A组煤安全开采构造了巨大威胁，成为A组煤开采和工程实践上亟待解决的突出难题。

已有研究表明[1-3]，淮南煤田晚石炭世太原组-早二叠世山西组发育的泥质岩、石灰岩富含硫酸盐类矿物，具有一定的生气作用，因此，其热演化形成的非常规天然气有可能通过A组煤下伏太原组碳酸盐岩空隙涌向采掘工作面，对A组煤安全开采造成影响。……