有效应力对高煤级煤储层渗透率的控制作用

陈世达^1,2，汤达祯^1,2，高丽军³，许浩^1,2，赵俊龙^1,2，陶树^1,2

1. 中国地质大学(北京)能源学院2. 煤层气开发利用国家工程中心煤储层实验室3. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

摘 要：为了探究有效应力对高煤级煤储层渗透率的控制作用及其应力敏感性的各向异性,对5块高煤级煤样进行了覆压孔渗实验,揭示了有效应力对煤储层渗透率的控制机理。以3.5 MPa模拟原始地层压力发现,煤岩在平行主裂隙和层理面方向具有最高的初始渗透率,垂直层理面方向初始渗透率最低;有效应力从3.5 MPa增加到15.5 MPa的过程中,渗透率呈现出良好的幂函数降低趋势;渗透率伤害/损失的各向异性表明平行主裂隙方向渗透率伤害率和损失率最大,且不同方向应力敏感性受裂隙的宽度及其展布方向的控制;裂隙压缩系数随应力的增加呈现降低趋势,但由于高煤级煤岩压缩难度大,裂隙压缩系数的各向异性不明显。有效应力对渗透率控制的实质为通过减小煤储层孔裂隙体积降低渗透率,从而对各个方向上的渗透率均造成较大的不可逆伤害。

关键词：有效应力;渗透率;应力敏感性;压缩系数;高煤级煤储层;