【喜报】团队成果发表于CSCD核心期刊《煤田地质与勘探》

发布日期：2021-12-16

本通讯（樊坤雨/文图；马家恒/较；张庆/审阅）团队最新研究成果“深部煤储层应力敏感性特征研究及其产能影响”被CSCD核心期刊《煤田地质与勘探》杂志录用。论文所依托的项目有山西省科技重大专项，国家自然科学基金，河南省高校科技创新团队等，第一、第二作者分别为刘顺喜与樊坤雨（研究生），金毅为通讯作者。

论文导图：① 研究区概况及采样位置；② 煤样制备示意图；③ 渗透率与有效应力之间的关系；④ 平行层理面与垂直层理面渗透率变化关系（部分）；④ 不同方向煤样孔裂隙压缩系数计算曲线（部分）；⑤ 裂隙压缩系数与压差变化趋势（部分）；⑥ 渗透率损害率与有效应力关系；⑦ 渗透率曲率与有效应力关系（部分）；⑧ 煤层气井产能随生产压差的变化。

研究背景：横岭区块位于沁水盆地东北部，沁水复向斜东翼沾尚–武乡–阳城褶皱带内，区内以正断层为主，倾角大于70°，褶皱两翼宽缓，倾角小于6°，构造线方向受区域构造应力控制，呈NNE向。深部煤层气资源由于埋深大、盖层厚，保存条件较好，其含气量往往较高。但是埋深较高的同时也存在地应力高、渗透低的不利因素，而渗透率是决定煤层气开采成败的关键参数之一，其高低直接影响煤层气井产能和开发效益，现主要通过物理模拟实验测试温度、围压、饱和度及有效应力等对渗透率的总体影响趋势，并未详细阐述各向异性随有效应力增大应力敏感性的变化和相应阶段孔裂隙变化特征，且研究对象主要为中、浅部煤层。

研究内容：为研究有效应力对渗透率的各向异性影响，分别对3块煤样沿平行层理和垂直层理方向钻取直径为25 mm的柱状样品，实验采用覆压孔隙率-渗透率测试仪AP-608，非稳态脉冲衰减法。

① 深部煤储层渗透率随有效应力的增大呈指数函数规律降低，平行层理面的渗透率与垂直层理面的呈正相关性。对比分析同一样品2个方向上的渗透率，除3号样品外，其余2个样品平行层理面渗透率均大于垂直层理面渗透率，表明沉积物在沉积过程中形成的层理面是渗透率大小的优势方向

② 储层应力敏感性各向异性特征研究表明：在相同压差的条件下，垂直层理面方向上孔裂隙压缩系数要高于平行层理面方向；渗透率损害率随有效应力增加呈指数函数规律增加，相反，渗透率曲率相应减少；同时垂直层理面方向上的渗透率损害率和渗透率曲率均大于平行层理面方向，表明研究区垂直层理面方向上应力敏感性更高。

③ 基于应力敏感性参数研究，通过煤层气气井产能模型，分析得出，不考虑应力敏感性条件下气井产量偏高，结合应力敏感性对煤层气产量影响程度，可将研究区15号煤储层应力敏感性变化划分为3个阶段，相应地在煤层气排采过程中可采取小–中–大的排量方案来控制生产流量。

成果意义：研究区目前为煤层气勘探开发的新区块，3号样品所在位置储层渗透率要高于另外两个，因此下一步进行深部煤层气勘探开发过程中，可以考虑将新井位部署在渗透率相对较高的3号井区附近。同时，由于垂直层理面方向应力敏感性高于平行层理面，且平行层理面为渗透率的优势方向，因此，在研究区煤储层压裂改造过程中，应注重孔裂隙在平行层理面方向上的扩展，从而激发其主导作用。

期刊简介：《煤田地质与勘探》是CSCD核心期刊。1973年创刊，月刊(2022年1月起变更)，中国煤炭科工集团有限公司主管，中煤科工集团西安研究院主办，是煤炭地质领域创办时间最长、最有影响力、面向国内外公开发行的煤炭地质行业学术与实用技术并重的综合性科技期刊刊物