地应力对煤储层渗透性影响的机理 研究.pdf

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1、第33卷第2期煤田地质与勘探Vol.33No.22005年4月COALGEOLOGY&EXPLORATIONApr.2005文章编号:1001一1986(2005)02-0030-02地应力对煤储层渗透性影响的机理研究连承波，李汉林(石油大学地球资源与信息学院，山东东营257061)摘要:利用裂缝储层孔隙结构模型理论和弹性力学原理，从微观角度对地应力影响煤储层渗透性的机理进行了研究，得出了煤储层中地应力与渗透率的相关关系，其结果与从宏观角度统计分析的结果相吻合，进而在一定条件下揭示了地应力对煤储层渗透性影响的机理。关键词:地应力;煤

2、储层;割理;渗透率中图分类号:P618.11文献标识码:AMechanismresearchaboutefectofin-situstressoncoalbedpermeabilityLIONCheng-bo,LIHan-lin(SchoolofEarthResourcesandInformation，PetroleumUniversity，Dongying257061，China)Abstract:Inthelightofmodelaboutporestructureincrackreservoirandelasticdynami

3、cprinciple,thestudyofmechanismaboutefectofin-situstressoncoalbedpermeability,andtherelationshipbetweenin-situstressandcoalbedpermeabilityisderived.Theconclusionoftheoreticalderivationisaccordancewithmacro-statisticanalysisresults,andmechanismaboutefectofin-situstresson

4、coalbedpermeabilityisdiscovered.Keywords:in-situstress;coalreservoir;cleat;permeability透率值变化与有效地应力的变化呈指数关系[3]01引言Mckee等(1998)通过对美国皮申斯、圣胡安和黑勇煤储层被钻开或投人开采之后，随着气体的排士盆地煤层渗透率与埋藏深度关系的研究发现，随出，煤储层的流体压力将不断地变化，由煤储层的原着煤层埋藏深度和有效应力增加，煤层割理缝的宽地应力减去储层流体压力所得到的有效地应力川也度减小，渗透率呈指数降低[41。何伟钢等

5、(1999)对随之改变。这会造成煤体变形，改变煤储层的孔隙中国阳泉、韩城、峰峰、平顶山、沁源等矿区的煤层实结构，进而使煤储层的渗透率发生变化。国内外的测渗透率与原地最小主应力进行相关分析发现，煤大量统计资料表明，煤储层的渗透性对地应力的变层渗透率与原地最小主应力为指数关系[5]0化非常敏感。煤储层属于低孔隙度、低渗透率的非3地应力对煤储层渗透性影响机理分析常规储层，在开采过程中渗透率降低速度快、程度大。因此，有必要结合实验进行机理分析，探讨煤储地应力对煤储层渗透性的影响，其实质是通过层渗透率随地应力变化的规律。对煤储层的孔隙结构产生

6、变形，而使其渗透性发生变化。因此，笔者从煤储层的孔隙结构分析人手，构2国内外学者的分析结果造出合理的煤储层假设模型，进而对应力与应变的国内外许多学者曾就地应力对煤样渗透性影关系探讨，结合渗透率与孔隙结构的关系，分析地应响，进行过实验测试和分析。他们发现，煤样的渗透力对煤储层影响的机理。率对地应力极为敏感，且煤样的渗透率随着地应力3.1煤储层的孔隙结构分析的变化而呈指数变化。张广洋等(1994)通过对四川众所皆知，煤储层的孔隙结构是由基质孔隙和南桐煤田的煤样实验，发现煤样的渗透率随平均有裂缝孔隙组成的双重孔隙系统。煤储层的基质孔隙效应

7、力的变化规律，得出煤样的渗透率与平均有效是植物遗体残片之间及其同矿物质堆积物之间的一应力呈指数关系[27oEneve:等(1997)通过对澳大利种粒间孔隙困，其半径只有几!an，再加上其表面的亚煤层渗透率与地应力的相关性研究发现，煤层渗吸附作用使之几乎无渗透能力。煤储层中有许多裂收稿日期:2004-05-26基金项目:国家重点基础研究规划项目(973项目)中国煤层气成藏机制及经济开发基础研究(2002C1311702)作者简介:连承波(1979-)，男，山东荣成人，石油大学(华东)地球资源与信息学院硕士生，从事数学地质与油气地质研究

8、.第2期连承波，李汉林:地应力对煤储层渗透性影响的机理研究缝即割理，将煤体切割成许多基质块体。煤中的割理密度一般很大，这对煤储层是非常重要的，因为它不仅提供了储集空间，同时它相互交错可形成网络系统使基质孔隙相互连通，大大提高煤储层的渗