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煤层气开发的地质力学条件及煤储层稳定性研究

章朋

中国矿业大学(北京)

摘要：煤储层地质力学条件是煤层气开发的关键因素之一,直接影响煤储层的改造效果。我国煤层气赋存地质条件复杂,煤层气开发中煤储层地质力学参数动态变化,易导致煤储层失稳破坏;而以往关于煤储层地质力学条件及储层稳定性研究工作较少,控制机理不清。针对目前煤层气开发中存在的问题,本文以我国沁水盆地南部郑庄区块煤储层为研究对象,通过地质资料收集、室内实验、现场测试,理论分析和数学模型等方法,开展煤岩应力-应变-渗透性及声发射特征研究、煤储层现今地应力分布规律研究、煤层气井排采中煤储层地应力与井壁围岩应力动态规律和煤储层稳定性评价研究,揭示了研究区煤储层的地质力学条件及其地质力学参数的动态变化规律,建立了煤储层稳定性评价方法,对研究区煤储层稳定性进行了评价。取得了如下主要成果和认识:（1）通过三轴压缩-渗流-声发射实验分析煤岩变质程度和应力条件对煤储层力学性质、渗透性及声发射的影响及控制机理,研究发现:煤岩峰值强度、声发射活动及渗透性主要受控于煤岩孔隙和裂隙结构。煤岩峰值强度随煤岩变质程度的增加先减小后增加,呈―U‖型,中煤阶煤达到最低值;随围压的增加,煤岩峰值强度增加,增加速率逐渐降低。载荷应力作用下,煤... 更多

关键词：

郑庄区块; 煤储层; 地应力; 储层稳定性; 井壁稳定性;