鄂尔多斯盆地煤储层应力敏感性试验研究与影响因素分析

本文主要探讨了鄂尔多斯盆地东南缘高煤级煤储层的应力敏感性及其影响因素。通过对实验样本进行细致的应力敏感性试验，研究人员发现煤储层的渗透性对有效应力的变化表现出显著的响应。具体来说，随着有效应力的增加，煤储层的渗透率会按负指数函数规律下降。当压力从2.5 MPa提升到10 MPa时，煤样的无因次渗透率范围在0.10至0.28之间，平均值低于0.15，这表明了较大的渗透率损害，损害率高达71.92%到90.14%，平均约为84.59%。 在不同应力条件下，煤层的应力敏感性表现不一。当有效应力小于5 MPa时，煤储层的渗透率急剧降低，显示出极强的应力敏感性；在5至10 MPa范围内，渗透率下降速度较快，此时的应力敏感性也较强；然而，当有效应力超过10 MPa，渗透率的下降速度减缓，表明应力敏感性逐渐减弱。这种变化趋势表明，煤储层的应力敏感性受应力水平控制，并非线性关系。 研究还发现，含有裂隙的煤样初始渗透率较高，但其应力敏感性相对较弱。然而，在升压过程中，裂隙煤样容易产生不可恢复的塑性变形，这意味着在卸压后可能会有较高的不可逆损害率。对于含水煤样，其渗透率受到水分影响，随有效应力的增加会快速下降，因此在含水状态下，煤层的应力敏感性更为明显。 本研究为理解和预测煤储层在开采过程中的应力响应提供了重要的基础数据，这对于优化煤炭开采技术、预防和减轻地应力引发的地质灾害，以及提高采煤效率具有实际应用价值。同时，这些发现也为煤炭行业的安全开采策略制定提供了科学依据。