煤储层渗透率动态变化模型与模拟研究

"煤储层渗透率动态变化模型与模拟研究" 在煤储层的开发过程中，渗透率的动态变化是一个关键的地质力学现象，它直接影响到煤层气的开采效率和资源的可持续利用。本文主要关注的是如何深入理解这一变化规律，并通过修正和优化现有的理论模型来更好地预测和控制这一过程。 首先，研究人员针对前人提出的有效应力与煤基质收缩耦合影响的煤储层孔隙度和渗透率动态变化模型进行修正。他们结合沁水盆地南部生产区块的实际煤层气排采数据，以及相关的煤储层参数，进行了模拟研究。结果显示，煤储层的孔隙度和渗透率在开发过程中呈现出明显的阶段性变化，这提示我们需要根据不同的开发阶段建立相应的预测模型，以提高预测的精确度。 在合理的排采制度下，煤储层的孔隙度和渗透率会经历先降低后升高的过程。这主要是由于随着储层压力的下降，克林肯伯格效应开始显现。克林肯伯格效应是指当压力降低时，煤层中的吸附气体开始解吸，导致孔隙扩大，从而增加了气相渗透率。在这个过程中，渗透率的改善效果通常优于孔隙度的改善效果，这是因为气体的流动能力增强，对整体的渗流性能有更显著的提升。 此外，研究还发现煤储层渗透率的动态变化受到多种因素的影响，其中孔隙压缩系数、弹性模量和朗格缪尔体积起着决定性的作用。弹性模量的影响尤为突出，它是衡量材料抵抗形变能力的一个物理量，对于煤储层在压力变化下的孔隙度变化至关重要。孔隙压缩系数反映了煤体在压力作用下孔隙体积的变化率，而朗格缪尔体积则与煤层气的吸附特性紧密相关。 通过对这些参数的敏感性分析，可以更深入地了解各因素对渗透率动态变化的贡献程度，为优化排采策略和提高煤层气的开采效率提供理论依据。例如，通过调整排采制度，控制储层压力，可以有效地利用克林肯伯格效应，以改善煤储层的渗透性能。 本文的研究成果有助于我们更准确地预测和控制煤储层在开发过程中的渗透率动态变化，对于优化煤层气的开采技术，提高资源利用率，以及制定更加科学的煤矿开采策略具有重要的实践意义。未来的研究可能将进一步探索更多影响渗透率的因素，以及如何通过更精细的模型来预测和调控这些变化。