沁水盆地高煤阶煤岩应力敏感性对渗透率的影响及防治策略

该研究论文深入探讨了沁水盆地南部高煤阶煤岩的渗透率压敏效应，这是在理解煤层气储层应力敏感损害机制和评估其开采风险中的关键环节。作者选取了9个代表性高煤阶煤岩样本，在华北油田公司的勘探开发研究院进行了系统的压力敏感性实验。实验结果显示，这些煤岩的渗透率受到较大损害，特别是表现出强烈的压敏性，即在压力作用下渗透率会显著降低。 研究发现，随着围岩压力的增大，煤岩的渗透率以负指数形式下降，这种下降速度与渗透率的最大损害率变化趋势一致。当有效应力（即实际作用在煤层上的压力）低于9.5兆帕时，煤储层的渗透率对有效应力的变化非常敏感，随着压力的增加，渗透率迅速下降。然而，当有效应力超过9.5兆帕后，渗透率随压力增加的下降速度减缓，这意味着煤层的应力敏感性开始减弱。 这一规律对于煤层气开发具有重要意义，因为它揭示了控制有效应力水平以减少渗透率损害的策略。在煤层气开采过程中，通过合理控制井下压力，特别是在早期阶段，避免有效应力超过9.5兆帕，可以有效地防止或延缓渗透率的大幅度降低，从而确保煤层气的高效、稳定生产。因此，理解和管理煤层气储层的压敏效应是保障煤层气产业健康发展的重要技术挑战和管理课题。