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针对煤层注水防尘过程中注水压力设置不合理、注水渗流效果差等问题,采用CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法,构建了可以表征注水煤岩体内部孔裂隙结构的三维细观非均匀渗流损伤数值模型。通过对经过CT三维重构的煤岩模型进行不同注水压力的渗流损伤模拟,研究了煤层注水压力对煤样的渗流破坏、渗透率演化及声发射特性变化的影响;并通过对重构的煤岩模型进行缩放处理,研究了煤岩尺寸对煤样的渗流破坏和声发射变化的影响。研究结果表明：在煤样微观裂隙扩展过程中,随着注水压力的递增,煤样损伤单元数、渗流运动的渗流场分布范围、渗透率、声发射数目和能量总体呈上升趋势,局部范围内有波动发生,发生波动的原因是由于渗流运动的渗流场与煤样裂隙内部应力场发生临界反应,致使煤样破坏单元位置发生改变;煤样渗透率由3.82×10−5 μm2上升至0.314 μm2,孔隙率由5.45%上升至48.45%,揭示了煤岩体裂隙总体上随注水压力增大而不断扩展贯通,局部上随注水压力增大而扩展趋势有所下降的影响规律;随着煤样尺寸的增加,注水破坏后煤样的孔隙率呈现先下降后逐渐平稳的趋势,声发射特性变化趋势正好与之相反,表明煤样的尺寸对注水煤岩渗流破坏有显著影响,但当煤样尺寸超过40 mm时,煤样尺寸对注水煤岩渗流破坏的影响趋于稳定。CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法能够有效模拟注水煤岩的裂隙渗流扩展行为。 相似文献
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《岩土力学》2020,(4)
为定量表征注水煤体有效渗流通道结构变化特征,基于核磁共振试验测试了注水过程中,不同围压及水压作用下煤体孔隙结构特征,并结合分形几何理论对煤体有效渗流通道结构分形特征进行了分析。结果表明:注水煤体内部孔径分布差异明显,在不同水压及围压影响下,各孔径孔隙体积占比变化明显,大孔体积变化幅度最大为13.72%,其次为过渡孔及中孔分别为8.12%和5.39%,最小的微孔为2.05%。结合T_(2C)测试结果,当孔隙半径大于270 nm时为有效渗流通道,则影响注水煤体渗流特性的孔隙结构主要集中于大孔及中孔尺度内;试验过程中,试验及理论分形维数变化较小,表明煤样在不同承压条件下,渗流通道结构均具有明显的分形特征,同时两者相反的变化趋势验证了各自表征意义的不同。 相似文献
3.
《地质科技情报》2021,40(3)
水可动性是影响煤层气产出的重要因素,分析孔渗对水可动性的作用对鸡西盆地煤层气开发具有重要意义。以鸡西盆地不同矿区主力煤层为研究对象,开展了低场核磁共振(NMR)及渗透率实验,同时,结合称重测定煤样含水饱和度的方法,分析了煤层孔渗特征对煤中水可动性的影响。结果表明:(1)研究区煤样中吸附孔较为发育,平均占比为58.36%;渗流孔和裂隙发育程度相当,平均占比分别为21.23%和20.41%,且两者之间连通性较好;(2)确定了煤样达到束缚水状态的离心力为1.38 MPa,此压力下煤中可排出半径约0.1μm半开放或开放孔隙中的可动水。煤样可动水饱和度为27.84%～60.87%,平均值37.86%;束缚水饱和度为39.13%～72.16%,平均值62.14%,可动水含量相对束缚水含量较低。随着离心压力的增加,可动水首先沿着大裂隙流动,随后经过渗流孔流出,束缚水主要存在于吸附孔中,需要克服较大的毛细管阻力,难以流动;(3)尽管煤样变质程度相近,但其内部水的可动性及赋存状态存在明显差异,这可能是造成同一区块不同煤层气井气水产出差异的原因之一;(4)研究区煤中半径1 000 nm段孔喉越发育、煤岩渗透率越大,煤的可动水饱和度越高,水在其中越容易流出;煤中半径0～100 nm段孔喉越发育,煤的可动水饱和度越低,水在其中被束缚而难以流动。 相似文献
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马国良陈曦范超男葛少成 《岩土力学》2023,(6):1779-1788
为探究煤体在不同水力荷载路径下的微观渗流特征,通过CT三维重建技术,建立了基于煤体微观结构的双介质渗流模型,并设计了恒定速度加载（LP1）、常规脉动加载（LP2）和强加载缓卸载加载（LP3）3种水力荷载路径,进行了在不同循环荷载路径下的煤体注水渗流数值模拟试验。另外利用自行搭建的煤体注水装置,探究了3种荷载路径下的宏观损伤情况。结果表明：联通裂隙占孔裂隙结构的73.49%,是影响煤体渗流的主要因素,而孔径为9～23μm的孔隙是孤立孔隙中的主要部分,数量和体积占比均超过了50%;煤体内部孔裂隙结构和荷载路径对渗流速度和压力的分布特征具有重要影响。LP1沿注入方向平均渗流速度的波动较大,LP3则抑制效果明显,且LP3路径较LP1和LP2随时间有较大跨度。LP3的荷载路径相对于LP1具有脉动荷载的疲劳损伤效果,并且造成的损伤程度强于LP2。该研究可为煤体微观结构研究和煤层注水技术参数优化提供方向。 相似文献
5.
煤层注水难易程度的BP神经网络评价法 总被引：4，自引：0，他引：4
科学评价煤层注水难易程度,既是判定煤层是否可注及可注效果,也是确定煤层注水方式和工艺参数的重要依据。但是,由于煤层注水难易性受多种因素影响,属于极为复杂的非线性问题,很难用传统的数学方法进行定量评价。文献[1]用模糊聚类方法进行定量评价,在实际应用中,由于精度不够,出现过误判。为此,针对影响评价煤层注水难易程度的多种因素,如煤层孔隙率、煤的坚固系数、湿润边角、饱和水份增值等所构成的复杂系统,采用具有非线性映射功能的神经网络评价煤层注水难易程度,将煤层注水难易程度分为4级。并将该方法的评价结果同模糊聚类进行了对比,通过比较和实例验证,其误差为5.6%,提高了10个百分点。此方法评价精度较高,可用于指导实际煤层注水工程。 相似文献
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煤层注水的水气驱替理论研究 总被引：7，自引：0，他引：7
煤层注水是世界上煤矿矿井防治冲击地压的首选措施。而注水时间、流量、压力等注水工艺参数选择是决定注水防治冲击地压效果的关键。煤层注水过程中水在煤层中渗流的规律是选择注水工艺参数的理论依据。由于煤层孔隙、裂隙中充满气体,煤层注水实际上是水替代气的水驱气的渗流过程。但迄今为止的研究均视为水在煤体中渗流的研究。与实际相距甚远。论文首先分析了煤层注水防治冲击地压的机理,注水使得煤层软化,达到峰值强度后煤体抵抗变形能力随应变降低的幅度减小,即强度后应力-应变曲线变缓。然后根据煤层注水是水驱气过程,将煤层注水视为水气驱替的有动界面的渗流问题研究。将煤层视为各向同性的孔隙介质,分别按照水驱气由钻孔径向周边流动的平面径向流和由钻孔沿煤层平行流动的平面平行流两种情况,建立了水驱气的微分方程,给出了定解条件,并进行求解,得到了不同时间水锋面到达的位置即水注满煤层孔隙的范围。从而可以根据需要注水的范围求出需要提前的注水时间和注水量。为煤层注水预防冲击地压的工艺参数选择提供了科学依据和理论支撑。 相似文献
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《地质科技情报》2016,(5)
根据伊拉克中部A油田主力开发层上白垩统Khasib组碳酸盐岩油藏当前注水开发现状及需要对其进行流动单元的研究,针对该储层岩石及孔隙类型多样,孔喉结构及孔渗关系复杂特征,运用岩心、薄片、扫描电镜、物性分析和压汞资料,在岩相、沉积相、物性及孔喉结构研究基础上,运用微观孔隙结构法对流动单元进行了划分。对多级喉道半径与渗透率关系的分析表明,对本区储层渗透率表征最为敏感的为拐点喉道半径而非传统R35参数。采用该参数并结合岩相、物性、孔隙结构划分出Ⅰ~Ⅲ类流动单元:Ⅰ类流动单元岩相主要为砂屑颗粒灰岩,粒间孔、溶孔配合孔隙缩小型喉道对储层渗流起主要作用,拐点喉道半径大于0.8μm,渗流能力好,孔隙度为22%,渗透率为180×10~(-3)μm~2,发育在高能砂屑滩中;钻遇该类流动单元井初期产量高,但注水开发中易形成早期注水突破,应采取温和注水开采。Ⅱ类流动单元岩相主要为砂屑泥粒灰岩和绿藻泥粒灰岩,砂屑泥粒灰岩以粒间孔配合缩颈喉道,绿藻泥粒灰岩以绿藻铸模孔、溶孔配合网络状、孔隙缩小型喉道对储层渗流起主要作用,但主渗流孔喉组合所占比例较Ⅰ类流动单元小,拐点喉道半径介于0.35~0.8μm之间,渗流能力较好,非均质性强,孔隙度为25%,渗透率为10×10~(-3)μm~2,发育在中-高能的砂屑滩和中-低能的藻屑滩中;该类流动单元井初期产量较高,非均质性强导致剩余油分布差异大,是进一步开采和挖潜的主要区域。Ⅲ类流动单元岩相为抱球虫粒泥灰岩,体腔孔、微孔配合管束状喉道对渗流起主要作用,拐点喉道半径小于0.35μm,渗流能力差,孔隙度平均值仍高达24%,但渗透率平均值仅为1.5×10~(-3)μm~2,发育在较低能的缓斜坡中,含油饱和度低,储量低,较难开采。 相似文献
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安塞油田侯氏-杏河地区长6油藏属于低渗-特低渗油藏,针对导致该油藏注水开发过程中一系列问题的复杂多变的渗流特征,利用油水相渗实验与核磁共振实验,通过分析曲线特征与重要渗流参数分布将研究区油藏储层分为3类,并结合物性测试、恒速压汞、X衍射等实验结果,分析物性、孔喉结构、黏土矿物以及注水方式对渗流特征的影响。结果表明:3类油藏的渗流参数依次变差,渗流能力减弱;束缚水饱和度受黏土矿物含量的影响程度较大;驱油效率与渗透率和喉道半径呈正相关,与孔喉半径比呈负相关,且受微观均质程度以及注入压力以及注入水体积影响;可动流体饱和度随渗透率的增大而增大,主要受控于孔隙与喉道分布及二者的空间配置关系。从好到差的3类油藏对应的初期产量、稳产周期依次降低。储层因素通过影响渗流特征,进而对开发特征产生影响。 相似文献
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液态水影响不同煤级煤吸附甲烷的差异及其机理 总被引：3，自引：0，他引：3
以IS100等温吸附解吸仪和MTS815型电液伺服岩石实验系统为主要实验平台,应用已建立的模拟储层条件下煤样注水和注水试样等温吸附实验方法,对3种不同煤级的煤储层样品开展了高压（8～20 MPa）注水和等温吸附实验,发现储层条件下煤层中的液态水（注水煤样）对不同煤级（0.46%<Ro,max<1.72%）煤吸附甲烷影响有差异,其含水量随煤级升高呈L型降低,而吸附量则线性增加。笔者认为液态水造成吸附差异的原因是煤体润湿性的差异,对于中低煤级的煤样来说,煤表面的物理化学性质起着控制作用,直接影响着煤体润湿性,吸附势和含水量的曲线都说明了这一点。 相似文献
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致密砂岩储层流体可动性对油气开发、预测和评价具有重要意义。查阅国内近十年相关成果，对致密储层流体可动性的相关参数、测试方法、分布特征及其影响因素进行了分析。发现致密砂岩储层的弛豫时间T2谱截止值为0.540~41.600 ms，可动流体孔隙度为0.12%~14.35%，可动流体饱和度为2.16%~90.30%，Ⅲ—Ⅳ类储层是致密砂岩储层的主要类型，致密储层可动流体的孔喉半径下限为0.013~0.110 μm，高压压汞、核磁共振、恒速压汞识别的孔喉半径下限分别为0.037 5、0.070 0~0.200 0、0.120 0 μm，水膜厚度为0.05~1.00 μm。统计分析显示，核磁共振、恒速压汞测得致密储层可动流体饱和度偏低；水膜厚度是影响致密砂岩储层流体渗流的主要因素；低煤阶煤层可动流体饱和度最高，致密砂岩储层次之，页岩储层最低；致密砂岩储层约是页岩储层、低煤阶煤层可动流体孔隙度的10倍；砂岩储层可动流体赋存于孔隙和喉道中，受孔隙和喉道共同控制；致密砂岩具有喉道分布集中，有效孔隙发育差，孔隙大部分为喉道半径小于1.000 μm的微细孔；喉道半径越集中、孔喉半径比越小、有效喉道半径越大，越有利于储层流体的渗流；砂岩渗透率（<2×10-3 μm2）越低，可动流体参数衰减越快；渗透率（>2×10-3 μm2）越高，可动流体参数升高越缓慢；喉道半径是控制致密砂岩储层流体可动性的主要因素。 相似文献
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LI Peng JIA Chengzao JIN Zhijun LIU Quanyou BI He ZHENG Min WU Songtao HUANG Zhenkai 《《地质学报》英文版》2020,94(2):219-232
Pore distribution and micro pore-throat structure characteristics are significant for tight oil reservoir evaluation, but their relationship remains unclear. This paper selects the tight sandstone reservoir of the Chang 7 member of the Xin’anbian Block in the Ordos Basin as the research object and analyzes the pore size distribution and micro pore-throat structure using field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), high-pressure mercury injection(HPMI), highpressure mercury injection, and nuclear magnetic resonance(NMR) analyses. The study finds that:(1) Based on the pore size distribution, the tight sandstone reservoir is characterized by three main patterns with different peak amplitudes. The former peak corresponds to the nanopore scale, and the latter peak corresponds to the micropore scale. Then, the tight sandstone reservoir is categorized into three types: type 1 reservoir contains more nanopores with a nanopore-to-micropore volume ratio of 82:18;type 2 reservoir has a nanopore-to-micropore volume ratio of 47:53;and type 3 reservoir contains more micropores with a nanopore-to-micropore volume ratio of 35:65.(2) Affected by the pore size distribution, the throat radius distributions of different reservoir types are notably offset. The type 1 reservoir throat radius distribution curve is weakly unimodal, with a relatively dispersed distribution and peak ranging from 0.01 μm to 0.025 μm. The type 2 reservoir’s throat radius distribution curve is single-peaked with a wide distribution range and peak from 0.1 μm to 0.25 μm. The type 3 reservoir’s throat radius distribution curve is single-peaked with a relatively narrow distribution and peak from 0.1 μm to 0.25 μm. With increasing micropore volume, pore-throat structure characteristics gradually improve.(3) The correlation between micropore permeability and porosity exceeds that of nanopores, indicating that the development of micropores notably influences the seepage capacity. In the type 1 reservoir, only the mean radius and effective porosity have suitable correlations with the nanopore and micropore porosities. The pore-throat structure parameters of the type 2 and 3 reservoirs have reasonable correlations with the nanopore and micropore porosities, indicating that the development of these types of reservoirs is affected by the pore size distribution. This study is of great significance for evaluating lacustrine tight sandstone reservoirs in China. The research results can provide guidance for evaluating tight sandstone reservoirs in other regions based on pore size distribution. 相似文献
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通过岩心观察、镜下薄片、扫描电镜和X衍射、物性和压汞等资料分析,对松辽盆地龙西地区泉四段低孔低渗砂岩的岩石学特征、储层物性及微观孔隙结构特征进行了研究。研究表明,松辽盆地龙西地区泉四段砂岩主要为长石岩屑砂岩,其次为岩屑长石砂岩,成分和结构成熟度较低,储层物性明显呈现出低孔低渗特征,孔隙类型以残余粒间孔和溶蚀孔为主,孔喉半径较小,相对小孔喉所占比率较大,孔喉分选和连通性较差,非均质性强。在总体孔喉较小的背景下,随着较大孔喉半径的增大储层物性变好,而储层物性随着孔喉集中程度的增强而变差。根据经典的孔喉分类标准,将松辽盆地龙西地区泉四段低孔低渗透储层分为4类：细孔细喉型、微孔细喉型、微孔微细喉型和微孔微喉道型。 相似文献
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福山凹陷白莲地区流二段砂岩储层具有埋藏深、砾石发育、孔隙结构复杂等特点,测井难以准确评价该区储层的有效性。针对这一问题,首先通过分析岩心实验资料,明确了影响该地区储层孔隙结构的主要因素为骨架颗粒接触性质,即喉道性质;其次在此研究基础上,开展了基于压汞实验数据表征储层有效性方法研究,根据反映岩石孔喉的参数（最大半径、平均半径、中值半径、分选系数）和岩石孔隙度构建了表征储层渗流和储集流体能力的综合性指数,并结合试油资料建立了该地区储层分类标准;最后利用回归分析的方法刻度常规测井数据,实现了利用常规测井数据进行储层有效性的评价,并应用在实际生产中,测井解释符合率由原来的72%提高到80%。 相似文献
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YANG Bo QU Hongjun PU Renhai TIAN Xiahe YANG Huan DONG Wenwu CHEN Yahui 《《地质学报》英文版》2020,94(2):322-336
In this study, the types of micropores in a reservoir are analyzed using casting thin section(CTS) observation and scanning electron microscopy(SEM) experiments. The high-pressure mercury injection(HPMI) and constant-rate mercury injection(CRMI) experiments are performed to study the micropore structure of the reservoir. Nuclear magnetic resonance(NMR), gas-water relative seepage, and gas-water two-phase displacement studies are performed to examine the seepage ability and parameters of the reservoir, and further analyses are done to confirm the controlling effects of reservoir micropore structures on seepage ability. The experimental results show that Benxi, Taiyuan, Shanxi, and Shihezi formations in the study area are typical ultra-low porosity and ultra-low permeability reservoirs. Owing to compaction and later diagenetic transformation, they contain few primary pores. Secondary pores are the main pore types of reservoirs in the study area. Six main types of secondary pores are: intergranular dissolved pores, intragranular dissolved pores, lithic dissolved pores, intercrystalline dissolved pores, micropores, and microfracture. The results show that reservoirs with small pore-throat radius, medium displacement pressure, and large differences in pore-throat structures are present in the study area. The four types of micropore structures observed are: lower displacement pressure and fine pores with medium-fine throats, low displacement pressure and fine micropores with fine throats, medium displacement pressure and micropores with micro-fine throats, and high displacement pressure and micropores with micro throats. The micropore structure is complex, and the reservoir seepage ability is poor in the study areas. The movable fluid saturation, range of the gas-water two-phase seepage zone, and displacement types are the three parameters that well represent the reservoir seepage ability. According to the characteristic parameters of microscopic pore structure and seepage characteristics, the reservoirs in the study area are classified into four types(Ⅰ–Ⅳ), and types Ⅰ, Ⅱ, and Ⅲ are the main types observed. From type Ⅰ to type Ⅳ, the displacement pressure increases, and the movable fluid saturation and gas-water two-phase seepage zone decrease, and the displacement type changes from the reticulation-uniform displacement to dendritic and snake like. 相似文献
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利用取心井铸体薄片、扫描电镜、X衍射、压汞测试等分析化验资料,在系统研究鄂尔多斯盆地代家坪地区长6致密油储层微观孔隙结构特征、成因机理的基础上对其进行分类评价。结果表明长6储层储集空间以粒内溶孔、残余粒间孔为主,次为粒间溶孔、岩屑溶孔,喉道类型以片状、弯片状和缩颈型喉道为主。沉积作用形成的岩石组构和成分差异决定了储层原始孔渗条件,并影响到后期成岩作用的类型和强度;各成岩事件对物性影响定量计算表明,强烈的压实和碳酸盐胶结是造成储层原生孔隙结构被破坏的主要原因;构造挤压则加剧了孔隙结构的非均质性;结合盆地埋藏史将孔隙演化分为浅埋藏胶结减孔带、中埋藏压实减孔带、深埋藏溶蚀增孔带和深埋藏胶结减孔带等4个阶段。通过微观孔喉结构参数与储层宏观物性相关性分析,优选最大连通喉道半径、主要流动喉道半径、分选系数、排驱压力和中值压力等5个孔隙结构参数作为分类依据;进一步采用Q型聚类分析将长6储层分为4种类型,结果表明Ⅰ、Ⅱ类储层孔隙结构较好,为研究区有利开发目标区。 相似文献
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基于铸体薄片、扫描电镜、岩心照片、恒速压汞等资料,综合考虑物源、黏土矿物类型、孔隙类型、成岩作用等参数将王盘山长61储层划分成6种不同组合类型成岩相,其中优势储集成岩相为高岭石+绿泥石胶结-粒间孔相、高岭石胶结-溶孔+粒间孔相、绿泥石+高岭石胶结-溶孔相等。研究表明:不同类型成岩相的微观孔隙结构特征及测井响应特征不同,各成岩相微观孔喉差异明显,尤其体现在毛管压力曲线和喉道上,喉道半径与渗透率的相关性好于孔隙半径与孔隙度、渗透率的相关性,优势成岩相孔喉半径较均匀、连通性好、渗流能力较强,相同进汞压力条件下进汞饱和度高;利用自然伽马、声波时差、电阻率等测井曲线,归纳了不同成岩相的测井响应特征,建立了各成岩相测井响应识别模板,确定了不同成岩相的测井响应定量判别标准,最终实现储层纵向上成岩相的识别与划分,为低渗透砂岩储层甜点预测提供重要参考。 相似文献
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砂砾岩储层中的低渗—特低渗砂岩对储层整体油气运聚、成藏起到了重要影响。利用恒速压汞技术探讨石臼坨凸起陡坡带东三段扇三角洲砂砾岩储层中不同渗透率级别的低渗—特低渗砂岩储层微观孔喉分布特征及不同尺度孔喉的物性贡献。研究表明:(1)低渗—特低渗砂岩和常规砂岩相比具有孔隙大小中等,喉道半径偏小,孔喉比异常大的特点。渗透率受孔喉半径变化影响更明显,大半径喉道数量和分布是影响储层渗流能力的关键因素;(2)低渗—特低渗砂岩孔隙主控进汞区是控制流体流动最有效最主要的空间,渗透率越高,孔隙主控区的喉道半径范围越大。孔喉过渡进汞区进汞贡献主要来自孔隙和喉道联合进汞,随着喉道半径减小,细喉道逐渐成为流体储集和流动的主要空间;喉道主控区渗透率贡献也很低,微细喉道及微喉道是进汞主体空间,孔隙贡献基本为0,该阶段流体流动能力受喉道半径变化影响较大。随着渗透率增加,低渗—特低渗砂岩渗流能力的决定性喉道半径值从1~2μm增大到3~4μm。基于恒速压汞技术的低渗—特低渗砂岩微观孔喉定量表征填补了渤海海域相关研究的空白,从而有助于实现该类储层全面准确的储层评价。 相似文献
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孔隙是多孔介质内渗流的发生场所,与介质渗透性存在必然的联系。珊瑚砂因其特殊的物质来源和形成过程,较陆源砂具有截然不同的孔隙特性。通过一系列微观研究手段,从本质上揭示了珊瑚砂特殊孔隙性质的原因。研究发现,从孔隙形状、孔喉尺寸和整体连通性3个角度描述孔隙性质较为合理。其中,孔隙形状用形状因子度量,孔喉尺寸包括孔隙半径和喉道半径,珊瑚砂多孔介质整体连通性利用配位数进行描述。而影响孔隙形状、孔喉尺寸和整体连通性的主导因素包括颗粒形状和颗粒表面粗糙度两方面。其中颗粒形状主要影响孔隙形状、喉道尺寸、孔喉尺寸离散性和介质内部连通性的均匀分布情况。颗粒表面粗糙度主要影响孔隙形状、孔隙形状离散性、孔隙尺寸和介质整体连通性。 相似文献