宁武盆地煤岩力学特性与静态弹性参数研究

"宁武盆地煤岩静态力学特征研究" 在煤层气的开发过程中，井壁失稳是一个关键问题，直接影响着开采效率和安全性。宁武盆地作为重要的煤炭产区，其煤岩力学特性对井壁稳定性具有决定性作用。本研究深入探讨了宁武盆地煤岩的静态力学特征，旨在解决在煤层气规模化开发中遇到的技术难题。 首先，通过应用岩石力学理论，研究人员对宁武盆地的主要煤岩进行了系统性的力学研究。他们运用应力摩尔圆方法来计算煤岩的内摩擦角和内聚力，这些强度参数是评估煤岩稳定性和预测井壁失稳的重要指标。内摩擦角反映了颗粒之间的摩擦力，而内聚力则体现了材料内部的粘结力，两者共同决定了煤岩的整体抗压和抗剪能力。 其次，为了更准确地反映地层力学性质，研究建立了横波与纵波的幂律关系曲线，以及动态弹性模量与静态弹性模量之间的线性关系曲线。此外，还构建了动静态泊松比间的关系曲线。动态弹性模量和静态弹性模量分别代表了煤岩在动态荷载和静态荷载下的弹性响应，而泊松比则反映了材料在受力时横向变形与纵向变形的比例关系。通过这些关系曲线，可以将声波测井得到的动态弹性参数转化为更直接反映地层力学特性的静态参数，这对于实际的勘探开发工作具有重要意义，解决了动态参数无法准确反映地层力学状态的技术难题。 在煤层气开发中，煤岩的软化性也是一个不可忽视的因素。煤岩在受到水、压力或温度变化等因素影响时，可能会发生软化，导致力学性能下降，进而影响井壁稳定性。因此，对煤岩软化性的研究也是本研究的重点之一。通过实验和分析，可以更好地预测和控制井壁失稳风险，提高煤层气开采的安全性和经济效益。 宁武盆地煤岩的静态力学特征研究为煤层气的勘探开发提供了重要的理论支持和技术手段。通过深入理解煤岩的力学特性，可以优化钻井设计，选择合适的钻井液和完井液，有效预防和处理井壁失稳问题，从而推动煤层气产业的可持续发展。这项研究不仅对宁武盆地，而且对其他类似地质条件的煤层气开发区域也具有重要的参考价值。