高煤级煤储层渗透率受有效应力影响研究

"有效应力对高煤级煤储层渗透率的控制作用" 本文主要探讨了有效应力对高煤级煤储层渗透率的影响及其各向异性。研究通过覆压孔渗实验，对5个高煤级煤样的渗透率变化进行了深入分析。在模拟地层原始压力3.5 MPa的情况下，实验结果显示煤岩在平行于主裂隙和层理面的方向上具有最高的初始渗透率，而垂直于层理面的方向则表现出最低的初始渗透率。这揭示了煤层的渗透特性与地质构造的紧密关系。 随着有效应力从3.5 MPa逐渐增加到15.5 MPa，煤储层的渗透率呈现出显著的幂函数下降趋势。这种渗透率的降低是由有效应力导致的孔隙和裂隙体积的减小引起的，进而影响流体在煤层中的流动能力。值得注意的是，渗透率伤害（即渗透率的降低）在平行于主裂隙方向上表现得最为严重，损失率也最高。这一现象表明，裂隙的分布方向和宽度对煤层的应力敏感性有决定性作用。 实验还发现，裂隙压缩系数随有效应力的增大而降低，但高煤级煤岩的压缩难度较大，导致裂隙压缩系数的各向异性并不明显。这意味着在不同方向上，尽管应力增加会抑制裂隙的开放程度，但在高煤级煤中，这一效应可能相对较小。 总体来说，有效应力对高煤级煤储层渗透率的控制作用体现在通过缩小孔隙和裂隙空间，导致渗透率的不可逆损害。这一发现对于理解和预测煤层气开采过程中的储层性能变化、优化开采策略以及提高煤层气的经济可采性具有重要意义。同时，研究结果也为未来的地质力学模型和数值模拟提供了理论依据，有助于更准确地评估和预测煤层气储层在开采过程中的动态响应。