刘文革, 王 勃, 赵 岳, 韩甲业,侯 伟, 徐 强, 闫 霞, 祝 捷

(1.应急管理部信息研究院,北京 100029; 2.中国煤炭地质总局勘查研究总院,北京 100039;3.中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司,北京 100095; 4.中国矿业大学(北京)力学与建筑学院,北京 100083)

关健词:渗透率; 有效应力; 尺度效应; 应力敏感性; 裂隙体积压缩系数

应力敏感性是影响煤层气储层渗透率的关键因素,进而影响着煤层气的开发。对储层应力敏感性研究始于砂岩储层,并逐渐扩大至非常规储层[1-3]。生产实践和室内试验表明:当有效应力增加时,煤样的渗透率呈指数方式降低[4];高阶煤储层内生裂隙和显微裂隙不发育是制约煤层气开发的根本原因[5];含水岩心的渗透率随有效压力的增加下降更快,应力敏感性更明显[6];在有效应力小于5 MPa时,煤储层渗透率随有效应力增加快速下降,应力敏感性最强[7];对于不同煤体尺度,其煤样渗透率与围压应力敏感性关系具有差异性[8]。对于煤储层渗透率测试采取的煤柱样品大都采取均一尺寸,没有考虑不同尺度样品在应力变化过程中的孔-裂隙胀缩性,中—低煤阶储层相较高煤阶煤储层具有孔隙度高、渗透性好、吸附平衡时间短而集中的特点[9],对其渗透率应力敏感性变化规律的研究较少。笔者选取鄂尔多斯盆地东缘中低阶和中高阶煤样,开展煤储层渗透率测试与应力敏感性试验,以揭示煤岩介质渗透性、应力敏感性的尺度效应。

1 煤样渗透率测试

1.1 煤样采集与制备

试验样品采自于鄂尔多斯盆地东缘北部保德煤层气开发区块和东缘南部韩城煤层气开发区块。……