有效應力作用下高階煤儲層滲透率規(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,隨著煤層生產水的排出,儲層壓力降低,煤層有效應力發(fā)生變化,從而影響煤層滲透性,影響煤層氣的開采。本文在前人煤儲層滲透性研究的基礎上,通過煤巖滲透率實驗和數學分析的方法,找出了煤層滲透率隨有效應力變化的規(guī)律。
　　 本文首先分析了不同煤階煤層的特點,并總結了四種最為經典的煤層滲透率模型,同時采用沁水盆地某煤層氣井的煤巖參數對四種滲透率模型進行了分析,

2、結果表明:高煤階煤層滲透性差,隨著儲層壓力的降低,有效應力增加,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,考慮基質收縮系數cm和裂隙壓縮系數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電液伺服巖石實驗系統(tǒng)對鮑店3＃煤和沁水盆地15#煤進行了滲透性實驗,進一步驗證了煤巖類型、煤階、應力應變條件等對煤儲層滲透性的影響,結果表明: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,滲透率隨應力變化呈正相關性,變化規(guī)律簡單;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-應力變化特征較為復雜。而且兩種煤巖在全應力應變過程中,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。
　　 在實驗的基礎上,通過沁水盆地高煤階煤巖的實驗數據,分析了有效水平應力與滲透率的變化規(guī)律:隨著儲層壓力的降低,有效應力增加,滲透率減小,并應用相關理論和實驗數據修正了