沁水盆地柿庄南区块3号煤层地应力与渗透率研究

该研究由倪冬、王延斌、韩文龙等人发表在《河南理工大学学报(自然科学版)》上，详细探讨了沁水南部柿庄南区块3号煤层的地应力特征及其与渗透率的关系。研究人员通过分析古构造应力场，划分煤层褶皱的不同叠加区，并运用水压致裂法和声波测井技术来确定地应力，结合地质强度指标(GSI)计算煤层渗透率。 正文: 这篇研究主要关注的是沁水盆地柿庄南区块3号煤层的地应力分布和变化规律，以及这些地应力如何影响煤层的渗透率。渗透率是评价煤层气储层质量的重要参数，它决定了气体在煤层中的流动能力。通过对地应力的深入研究，可以为煤层气的开采提供重要的理论依据。 研究首先基于煤层形成后的古构造应力场特征，将煤层褶皱的不同部位划分为不同的叠加区。接着，采用水压致裂法测量煤层地应力，这是一种通过注入高压水使煤体裂缝扩展，进而测定煤层最大和最小主应力的技术。同时，声波测井数据用于验证地应力的计算结果，确保了数据的准确性和可靠性。 通过对煤层现今地应力与埋深的回归分析，研究人员发现地应力随埋深的增加呈现出线性增大的趋势。在700米以下的浅部区域，最大垂直应力(σV)大于最大水平主应力(σH)，此区域的地应力状态被定义为大地静力场。在700至900米的深度区间，σH接近σV，地应力状态接近静水压力场。而在900米以下的深度，σH大于σV和最小主应力(σh)，显示出大地动力场的特征，表明最大水平主应力起着主导作用。 进一步的研究发现，对于同一构造部位，煤储层的地应力与埋深呈现负指数关系，即随着埋深增加，地应力下降。而渗透率与地应力之间的关系则因构造叠加的考虑而有所不同。当忽略多期构造活动的影响时，应力差与渗透率的关系并不显著；但当考虑构造分期后，同一叠加区内的应力差与渗透率呈现指数关系，这揭示了构造活动对煤层气储层性能的深刻影响。 这项研究提供了关于沁水南部柿庄南区块3号煤层地应力场和渗透率之间关系的详细信息，对于理解煤层气的地质条件、优化开发策略以及提高开采效率具有重要意义。同时，它也为其他类似地质环境下的煤层气研究提供了参考方法和理论基础。