煤储层应力敏感性研究与新评价方法

"煤储层应力敏感性试验及其评价新方法" 在煤层气开采领域，煤储层的应力敏感性是一项关键的地质特性，它直接影响到煤层气井的产能和开采效率。当煤层受到压力变化，如钻井、抽采等活动带来的地应力改变时，煤储层的渗透性会发生显著变化，这被称为应力敏感性。渗透性是衡量流体通过岩石的能力，对于煤层气的流动和提取至关重要。因此，理解并量化煤储层的应力敏感性对于优化煤层气开发策略具有重要意义。 本研究通过在不同的应力条件下对煤储层进行渗透性试验，探讨了有效应力与煤储层渗透率之间的关系。结果发现，随着有效应力的增加，煤储层的渗透率呈负指数函数规律下降，这意味着更高的应力会显著降低煤层的透气性，加剧了煤储层的应力敏感性问题。这一现象在煤层气开采过程中尤为突出，因为这可能导致气体流动的阻碍，降低产量。 在对现有应力敏感性评价参数进行深入分析的基础上，研究人员提出了两个新的应力敏感性系数，S1和S2。这两个系数能够更准确地描述有效应力对煤储层渗透性的影响规律。通过对实验数据的统计分析，得到试验煤样的应力敏感回归系数a的平均值为0.108 MPa-1，而应力敏感性系数S1的平均值为0.414，S2的平均值为0.625。这些系数的确定为评估煤储层在不同应力状态下的渗透性变化提供了定量依据。 S1和S2的独特之处在于它们同时体现了整体性和唯一性，意味着它们能够全面反映煤储层的应力敏感特性，并且与其他评价指标（如应力敏感回归系数a）相结合，可以构建更完善的煤储层渗透率应力敏感性评价体系。这样的评价方法对于预测煤层气井的长期产能，制定合理的开采策略，以及预防和减轻应力敏感性对生产的影响具有重要价值。 本研究由多个国家级和企业级项目资助，包括国家自然科学基金、国家重大科技专项项目、中国石油天然气股份有限公司的重大科技专项项目以及山西省的科技攻关项目和煤层气联合研究基金项目。研究团队由经验丰富的高级工程师和教授组成，他们专注于煤层气的勘探与开发，以及与之相关的地质问题。通过这样的多学科合作，研究结果不仅深化了我们对煤储层应力敏感性的理解，也为未来的技术创新和实际应用奠定了基础。