鄂尔多斯盆地东南缘地应力与煤层气储层压力关系研究

"本文研究了鄂尔多斯盆地东南缘的地应力分布、煤层储层压力及其两者之间的耦合关系，通过对26口煤层气井进行水压致裂测量，得出了该地区的地应力分布特征和规律。研究发现，该区二叠系山西组2煤层的地应力与埋藏深度存在明显的相关性，破裂压力梯度、闭合压力梯度和煤储层压力梯度的平均值分别为1.96 MPa/100 m、1.69 MPa/100 m和0.71 MPa/100 m。煤层的最大和最小水平主应力及垂直主应力随埋深线性增加。在1000米以下，地应力状态由拉伸转变为挤压，煤层的有效应力系数K0降低至0.48，低于油气盆地页岩层的一般水平。此外，该区地应力受华北区域构造应力场影响，最大水平主应力方向主要指向NEE-SWW。煤储层的压力普遍较低，与沁水盆地南部相比，相同深度下低0.73到0.93 MPa，且压力与地应力呈正相关，地应力增大导致煤储层压力增加。" 这篇研究深入探讨了鄂尔多斯盆地东南部的地应力状态，这是评估和优化煤层气开采的重要因素。通过水压致裂技术，研究人员能够准确测量地应力，揭示了不同深度下煤层的地应力分布特点。煤层的破裂压力梯度、闭合压力梯度和煤储层压力梯度的平均值是评价地应力状态的关键参数，它们反映了煤层在自然条件下的稳定性和可开采性。此外，地应力与煤层埋藏深度的线性关系表明，随着深度增加，地应力逐渐增大，这对煤层气开采的安全性和效率有直接影响。 研究还指出，地应力状态在1000米以下发生了转变，从拉伸状态转为挤压状态，这可能会影响煤层的结构完整性，对煤层气的储集和释放产生影响。煤储层的有效应力系数K0的计算，有助于理解煤层在应力作用下的实际承载能力，较低的K0值意味着煤层在地应力作用下更容易发生变形，对气体的储存和流动有潜在影响。 此外，地应力的方向受到华北区域构造应力场的控制，这揭示了区域构造活动对该地区地质环境的深刻影响。煤层压力的相对较低，不仅与其他盆地相比较低，而且与地应力之间存在正相关关系，意味着地应力的增加会直接导致煤层压力的升高，这对于理解和预测煤层气的产气潜力具有重要意义。 这项研究提供了鄂尔多斯盆地东南缘地应力和煤储层压力的详细数据，为该地区的煤层气勘探开发提供了重要的理论依据，并对地质灾害预防和资源管理提供了科学支持。同时，这些研究成果也为其他类似地质条件下的煤层气研究提供了参考和借鉴。