有效应力对保德区块煤储层渗透率影响研究.pdf

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1、第52卷第2期地质与勘探Vo1.3l、o.2016年3月GE0L0GYANDEXPL0RAT10NMarch.2016有效应力对保德区块煤储层渗透率影响研究薛培,高潮(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710065)[摘要]通过有效应力单因素影响保德区块煤岩气体渗流实验,分析了煤岩渗透率应力敏感性以及割理压缩系数变化特征.结果表明:保德区块煤储层渗透率与有效应力呈负指数函数关系;煤层埋深越深,煤岩渗透率变化幅度越小,渗透率应力敏感性下降。渗透率损害系数的线性函数拟合相关系数较低,应力敏感系数的负指数函数拟合相关系数较

2、高,应力敏感系数比渗透率损害系数更具规律性。在高有效应力阶段,煤岩割理压缩系数更趋近于常数,低有效应力阶段,割理压缩系数应视为变量。[关键词]有效应力保德区块煤储层渗透率应力敏感性割理压缩系数[中图分类号]P618.11[文献标志码]A[文章编号]0495—5331(2016)02—0334~06XuePei,GaoChao.StudyoninfluenceofeffectivestressoncoalreservoirpermeabilityintheBaodeblock[J].GeologyandExploration,201

3、6(2):0334—0339煤储层渗透率是煤层气可采性评价的重要指标本次研究旨在:(I)分析有效应力单因素影响之一,开采过程中煤储层渗透率的动态变化是多种下,保德区块煤储层渗透率变化规律;(2)分析保德因素综合影响的结果(李培超等,2002;薄冬梅等,区块煤储层应力敏感性特征;(3)分析保德区块煤2008)。有效应力作为衡量地应力作用程度大小的储层割理压缩系数变化特征。重要参数,是影响煤储层渗透率的重要因素(蔡东表1煤样基础数据梅等,2009)。在煤层气井排采过程中,由于孔隙压Table1Basicdataofcoalsample

4、s%力下降,有效应力增加,引起煤储层割理闭合,导致渗透率的降低。目前我国煤层气开发工作主要集中在高阶煤煤储层,针对煤岩应力敏感性分析亦多采用高阶煤开本次研究只考虑有效应力单因素对保德区块煤展(陈振宏等,2008;孟召平等,2013),笔者选用保储层渗透率的影响。因此在实验操作过程中,应当德区块中阶煤作为实验对象,分析了保德区块煤岩避免基质收缩效应及滑脱效应对煤储层渗透率的干应力敏感性,同时对比了不同应力敏感性评价参数扰。由于氦气为非吸附性气体,因此选用氦气作为对煤岩应力敏感性评价的差异,并分析了有效应力气体介质,以消除基质收缩效应

5、对煤岩的影响;由于对割理压缩系数的影响,为从应力角度建立渗透率滑脱效应发生在低孔隙压力阶段,朱光亚等(2007)数学模型提供了理论依据。通过对低渗气藏气体渗流滑脱效应的研究,明确了天然气渗流计人滑脱效应的地层压力条件为孔隙压1实验样品及方案力小于1.5MPa,因此设计孔隙压力为2.OMPa、本次研究所用煤岩样品,均来自保德地区桥头3.0MPa、4.OMPa、5.OMPa以消除滑脱效应对煤储层镇煤矿4#煤层,煤岩基础数据见表1。实验所用煤的影响。为体现有效应力变化对煤储层渗透率的影样均为尺寸为25ram×50ram的煤柱,共13个。

6、响,设定有效应力为1.OMPa、2.OMPa、3.0MPa、本文所用煤样均为自然样,未对煤柱进行烘干或保4.0MPa、5.0MPa。湿处理。本次研究共设计4组实验,各组实验压力设计[收稿日期]2o15—08—07.[修订日期]2o16—01—28;[责任编辑]陈伟军。[基金项目]国家科技重大专项(编号:2011ZX05042—003—001)资助。[第一作者]薛培(1987年一),男,博士,研究方向为非常规油气地质。E-mail:xuepei330@163.corn。334第2期薛培等:有效应力对保德区块煤储层渗透率影响研究见表2

7、。为达到实验设定的初始压力条件,各组实力为2.0MPa,初始围压为3.0MPa,Ⅱ、Ⅲ、IV组实验首先逐步增加围压至初始围压,而后逐步增加孔验孑L隙压力分别为3.0MPa、4.OMPa、5.0MPa,初始隙压力至初始条件,之后保持孑L隙压力恒定。实验围压依次为4.0MPa、5.OMPa、6.0MPa。在初始围过程中,通过保持孔隙压力恒定,改变围压的方式增压增加的前提下,煤岩在实验初始条件下所受压缩加有效应力。每个围压增加过程控制在1h以上,并强度逐渐增加,煤岩割理宽度变窄。测定每个围压下渗透率值。表2孔隙压力、围压设计Table2

8、DesignofporeandconfiningpressuresMPa一吕Ⅲ一gⅣ孔隙压围压有效应十H刊L隙压围压有效应阳2一力/MPa/MPa力/MPa一力/MPa/MPa力/MPa\一姆图1煤岩渗透率随有效应力变化曲线Fig.1Curveso

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