应力条件制约下不同埋深煤储层物性差异演化

摘要

以鄂尔多斯盆地东缘煤储层为研究对象，采用水力致裂法获取地应力参数，同时利用实验室模拟技术，结合现场测试数据，从煤储层储集性和渗透性两方面开展应力条件下煤储层物性演化机理研究。随着煤层埋深的增大，地应力增高，煤岩孔隙受压闭合，煤储层孔隙度在应力作用下呈指数规律降低；不同煤阶煤岩各级孔径的孔隙在应力作用下的变形特征存在较大差异，随着应力增大，低煤阶煤岩大中孔体积下降明显，而中、高煤阶煤岩微小孔体积的下降幅度要高于大中孔。不同埋深和应力作用下的煤体变形和渗透率变化可分为3个阶段：埋深在600m以内，地应力较低，煤岩裂隙发育较好，煤储层渗透率变化范围较宽；埋深在600～900m，煤层处于三向受压状态，裂隙易受压闭合，渗透率普遍小于0．5mD；埋深在900m以下，地应力变强，且煤层受力不均，垂直主应力大于水平主应力，易产生新裂隙，煤储层渗透率出现高值。