覆压煤孔渗性实验及应力敏感性分析

"覆压下煤的孔渗性实验及其应力敏感性研究" 本文主要探讨了在覆压条件下煤炭孔隙度和渗透率的变化以及其应力敏感性的特性，以沁水盆地南部的煤样作为研究对象。研究人员通过实验分析了煤样在不同覆压下的孔隙度和渗透率，建立了这两个参数与有效应力之间的数学模型。 首先，研究发现煤样的孔隙度和渗透率随着有效应力的增加而呈现负指数函数规律的降低。这意味着当施加的压力增大时，煤体中的孔隙空间会受到压缩，导致孔隙度减少，同时流体通过煤层的通道（即渗透率）也会相应减小。这种现象对于理解和预测煤炭储层的流体流动特性至关重要。 其次，文章通过渗透率损害率和应力敏感系数两个指标来量化煤储层的应力敏感性。渗透率损害率反映了压力增加对渗透率的影响程度，而应力敏感系数则揭示了煤层对压力变化的响应。在有效应力小于5或6 MPa时，煤储层的应力敏感系数显著，随有效应力增加快速下降，表明此时煤层对压力变化极为敏感，渗透率损害率也快速增大，显示了强烈的应力敏感性。 然而，当有效应力超过5或6 MPa后，煤储层的应力敏感系数的下降趋势整体放缓，出现波动变化，意味着其应力敏感性减弱。与此同时，渗透率损害率虽然仍随有效应力增大而增加，但增加的速度明显变缓，这表明在高压状态下，煤层对进一步的压力增加不再那么敏感。 这些发现对于煤炭资源的开采和地下流体运输具有重要意义。了解煤层的应力敏感性有助于优化开采策略，防止因压力变化导致的储层性能恶化，提高开采效率和经济效益。同时，对于环境保护和防止地质灾害也有着积极的作用，因为应力敏感性可以影响煤层的稳定性以及可能释放的甲烷等气体。 关键词:覆压;煤样;孔隙度;渗透率;应力敏感性 该研究基于国家自然科学基金和"十二五"科技重大专项课题的资金支持，由孟雅和李治平共同完成，孟雅为博士研究生，主要研究者之一。这项工作对于深入理解煤层在地质条件下的物理特性提供了重要的理论依据，对于未来的煤炭科学研究和工程实践具有深远的指导价值。