利用低場核磁共振技術，開展關于液氮凍結時間，凍融循環，煤體含水率和煤變質程度對凍融煤體物性改造規律的探索試驗。

4種凍融變量對凍融煤體的孔隙結構、孔隙度和滲透率均具有不同的改造規律。

其中凍融循環次數對煤體物性的改造尤為明顯。

液氮對不同煤階煤體物性的改造規律受煤體初始孔隙度影響，一般情況下，改造效果為：

　　褐煤＞無煙煤＞煙煤

以期獲得凍融變量對煤體孔隙結構和滲透率等物性參數的影響規律，為煤儲層的液氮循環壓裂技術提供數據支持。

低場核磁共振技術在地質與礦業領域具有極大的應用前景和推廣價值，有望成為地礦領域的常規化和標準化設備。

上一節介紹了甲烷分子的直徑一般介于0.34~0.37nm，并且煤體中的絕大部分甲烷分子都吸附在小于10nm的孔隙中，在圖1所述的方法中，核磁共振具有較大的孔徑測試范圍，且核磁共振技術具有無損性和測試的高效性。因此核磁共振技術能更加精確地表征煤體中甲烷吸附和滲流空間。

部分案例分享

圖1 液氮凍結處理60min后煤體的T2譜和孔隙度測試結果

圖2 煤的變質程度對液氮凍融孔隙影響的對比圖

　　圖3不同凍融變量對煤體孔隙度（有效孔隙度和殘余孔隙度）的影響規律

　　圖4不同凍融變量對孔隙度比例和滲透率的改造

結論：

發現液氮凍結時間對煤體孔隙度和滲透率的改造有限，隨著時間的增加，改造作用越來越小；

凍融循環次數對孔隙結構影響巨大，尤其是瓦斯滲流孔隙，對孔隙度和滲透率的改造則隨著凍融次數逐漸增加，對形成良好的抽采條件具有很大的促進作用；

煤體含水率越大煤體增透效果也越好，但是受到煤體飽和含水率的限制；

煤階不同對液氮增透效果也不同，主要受煤體初始孔隙度影響，一般情況下，增透效果：褐煤＞無煙煤＞煙煤。
　　

文章來源：

Lei Qin, Cheng Zhai, Shimin Liu, Jizhao Xu, Guoqing Yu, Yong sun. Changes in the petrophysical properties of coal subjected to liquid nitrogen freeze-thaw-A nuclear magnetic resonance investigation. Fuel, 2017(194):102-114.