有效應(yīng)力作用下高階煤儲(chǔ)層滲透率規(guī)律研究.pdf

1、煤層氣賦存于煤層中,煤層的滲透性嚴(yán)重影響煤層氣的開發(fā)。一般采用排水降壓的開采方式,隨著煤層生產(chǎn)水的排出,儲(chǔ)層壓力降低,煤層有效應(yīng)力發(fā)生變化,從而影響煤層滲透性,影響煤層氣的開采。本文在前人煤儲(chǔ)層滲透性研究的基礎(chǔ)上,通過煤巖滲透率實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)分析的方法,找出了煤層滲透率隨有效應(yīng)力變化的規(guī)律。
　　 本文首先分析了不同煤階煤層的特點(diǎn),并總結(jié)了四種最為經(jīng)典的煤層滲透率模型,同時(shí)采用沁水盆地某煤層氣井的煤巖參數(shù)對(duì)四種滲透率模型進(jìn)行了分析,

2、結(jié)果表明:高煤階煤層滲透性差,隨著儲(chǔ)層壓力的降低,有效應(yīng)力增加,P&M模型、S-D模型和汪-張模型的滲透率降低,且與試井滲透率比較發(fā)現(xiàn),考慮基質(zhì)收縮系數(shù)cm和裂隙壓縮系數(shù)cf的汪-張模型滲透率更接近試井滲透率,精確性最好。
　　 此后,采用MTS815.03電液伺服巖石實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)鮑店3＃煤和沁水盆地15#煤進(jìn)行了滲透性實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證了煤巖類型、煤階、應(yīng)力應(yīng)變條件等對(duì)煤儲(chǔ)層滲透性的影響,結(jié)果表明:鮑店3#煤等中低煤階煤的物性較好

3、,呈脆性,滲透率普遍較高,滲透率隨應(yīng)力變化呈正相關(guān)性,變化規(guī)律簡(jiǎn)單;而沁水盆地15#煤等高階煤的物性較差,塑性明顯,滲透率普遍較低,滲透率-應(yīng)力變化特征較為復(fù)雜。而且兩種煤巖在全應(yīng)力應(yīng)變過程中,不同階段的滲透率變化也不相同。而同種煤巖的圍壓越大,滲透率則越小。
　　 在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過沁水盆地高煤階煤巖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析了有效水平應(yīng)力與滲透率的變化規(guī)律:隨著儲(chǔ)層壓力的降低,有效應(yīng)力增加,滲透率減小,并應(yīng)用相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正了