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煤层气开发储层渗透性动态变化规律研究

李俊乾

中国地质大学(北京)

摘要：煤储层渗透率为动态渗透率,影响煤层气产量及开采效率,是目前煤层气储层领域研究的热点和难点问题。本文针对采自不同含煤盆地/地区41个地下煤矿的1 10余件煤岩样品,开展了气体渗透率测试及应力-应变监测、声发射实验、X射线CT扫描、覆压孔渗实验、压汞分析以及煤岩煤质测试等实验性工作。研究分析了煤岩气相（C02）渗透率动态变化规律及其控制机理,煤岩应力-应变、物质组成及孔-裂隙系统与渗透率动态变化耦合关系,以及煤岩气相渗透率变化类型判别模式。主要成果和认识如下:（1）通过物理模拟实验,揭示了高、中、低阶煤岩气相渗透率动态变化规律（下降型、反弹型、上升型和过渡型共8个亚类）。分析了围压不变条件下气体滑脱、基质收缩和有效应力对渗透率变化的控制作用,认为渗透率变化是三大地质效应叠加作用的结果。基于渗透率变化控制机理,建立了不同煤阶煤岩气相渗透率变化预测模型。（2）基于气体渗流条件下实时煤岩应变监测,揭示了煤岩应力-应变与气相渗透率变化耦合关系,结果显示煤岩总应变量与渗透率呈线性负相关。提出了气体渗流条件下煤岩应变产生机理,即围压不变、气体压力降低过程中,煤岩应变受基质收缩和有效应力综合影响。通过地... 更多

关键词：

煤层气开发; 气相渗透率; 动态变化; 应力-应变; 物质组成; 孔-裂隙系统; 有利区预测;