本文摘要：摘 要：在本次研究中，我們針對煤層滲透性以及水力壓裂裂縫的內容進行拓展分析，能夠從理想煤儲層地應力的因素，地應力對滲透率的影響規律，以及相應的控制措施，并對煤儲層滲透性的影響因素進行分析。結果發現在影響地應力狀態的因素中構造作用，煤層類型，
摘 要：在本次研究中，我們針對煤層滲透性以及水力壓裂裂縫的內容進行拓展分析，能夠從理想煤儲層地應力的因素，地應力對滲透率的影響規律，以及相應的控制措施，并對煤儲層滲透性的影響因素進行分析。結果發現在影響地應力狀態的因素中構造作用，煤層類型，埋藏深度是重要的因素。
關鍵詞：地應力;煤層;滲透性;控制機理
1 影響煤儲層地應力狀態的因素
需要從地應力影響成因上對地應力進行劃分，包括變異、構造以及附加應力等分析。這些地應力是與地球作用力的共同結果。應力解除，鉆孔通絡，單孔全地應力檢測等多種方法，當前針對地應力的研究集中于煤層氣地面以及煤炭開采中，常采用的測量方法主要是應力接觸以及水壓致裂等方法。其中見效最快的是水壓裂法，利用了垂直狀況最小和最大水平主應力會隨鉆孔的深度呈現不同的數據，通過上覆巖層質量能夠進一步計算垂直上應力值，國外研究學者針對煤場特定參數包括最大以及最小水平方向上的應力值，而垂直主應力以及多個應力方向，煤層氣地應力影響狀態中包括埋深，煤巖，順序構造等因素。
首先在構造作用上，構造不僅能影響煤巖滲透性，連續性，同時還會影響現代應力場的分布情況，現代構造運動能夠直接決定應力場，相互擠壓之后進行壓力收集是以水平為主，垂直應力低，對于背離地殼剩余拉伸則表現為垂直方向的主應力高，而水平方向主應力低，斷層能夠通過改變力場介質，會對方向大小產生一定影響[2]。
我們結合滇東老廠礦區的構造可以發現在該地區地應力會受到構造作用的控制，具體來看我們將該地區的滲透率與水平主應力以及垂直主應力進行擬合，分析地應力對滲透率的影響，結果發現，滲透率隨最大或最小水平主應力增加而減小，當最小水平主應力高于20MPa，最大水平主應力高于30MPa時，其滲透率低于0.1X10-3md。然而，控制煤儲層滲透性分布是取決于構造與現代應力的配置關系，構造作用對于地應力非均質性分布是十分重要的。從埋藏深度上來看，該區域的煤層在最大，最小水平地應力以及垂直主應力上，隨著埋藏深度增加而呈現地應力增加，最大，最小水平主應力呈現西南到東北方向遞減，隨著埋深的增加會相應增加，說明地應力與埋深具有一定聯系。
最大水平主應力會隨埋藏的增加而不斷增加，應力值增加最快，說明斜率最高，其次為垂直主應力。煤儲存壓力與埋藏深度的斜率較小，我們可以利用儲層壓力和埋藏深度，增加其儲層壓力最小且最大水平主應力，最大，最小水平主應力和垂直主應力會隨深度變化而發生變化。當埋藏深度較小時，最小水平主應力會高于垂直主應力，當其達到一定的臨界值時，垂直主應力等于最小水平主應力，當大于臨界值時垂直主地應力將高于最小的水平主應力。
從煤巖類型上來看，煤巖的力學參數是與其應用大小具有一定關聯的，主要是由于巖石彈性模量高，結構完整，在一定條件下才能夠累積煤層應力，由于受到煤變質程度，煤巖纖維成份的差異，這樣會使煤巖與圍巖力學性質產生較大差異，導致不同類型的煤巖累積，地應力值不同，不同煤巖類型，由于巖石性質的差異，導致地應力方向不同。同時，不同煤巖類型也會受到構造影響，非均質性能夠對后期改造產生影響。
2 地應力滲透性分析
當前我們從地應力對于煤層滲透率的影響因素上來看，主要為以下三點：現代地應力的特征對于滲透率的影響，模擬有效應力，數值模擬不同應力對于煤儲層滲透率產生的影響。我們主要從現代地應力場對于煤層滲透率產生的影響上來看，研究學者針對滇東老廠礦區的煤層以及現代構造應力場的關系進行分析，預測了該礦區中南部高滲透率煤儲存的位置[3]。此外，研究學者還建立最小水平主應力以及滲透率的模型，結果發現其滲透率隨主應力增加而減小，利用統計學軟件分析煤層氣滲透率。利用統計學分析了煤層氣井中滲透率比水平的主應力、垂直主應力之間的關系。分析了在煤儲層滲透性和壓裂中的重要性，進一步也說明了地應力場能夠直接影響該區域煤儲層滲透性的分布。通過對滲透率與水平主應力，垂直主應力進行模擬計算，我們發現滲透率是與水平主應力具有指數關系的，隨最大最小水平主應力增加相應減小[4-5]。
3 地應力對滲透率的控制機理分析
現代應力場對于滲透率的控制與構造應力場不同，主要存在以下三點[3]：現代應力場的活動會超過其破裂強度，進而形成新的構造裂縫，同時會從一定程度上提升煤儲存的滲透率，較強的現代構造應力場會對煤巖產生較大破壞性，也會降低煤儲層滲透率。其次，已經發育的裂縫，其開閉狀態會受到現代應力場大小以及方向的影響�？傊�，裂縫的驅動以及開啟度對于煤儲層滲透性會產生影響，當前地應力場對滲透性的影響是基于網絡系統變形進而改變滲透性等。
4 小結
在本次研究中，我們針對滇東老廠礦區地應力對于煤儲存滲透性的影響進行分析，并且提出了有關的控制機理。
參考文獻：
[1]劉大錳，周三棟，蔡益棟等.地應力對煤儲層滲透性影響及其控制機理研究[J].煤炭科學技術，2017，45(06)：1-2.
[2]謝曉彤，楊樂，任秀文等.地應力對煤儲層滲透性的影響淺析[J].地質論評，2013，59(S1)：1265-1266.
[3]秦勇，湯達禎，劉大錳等.煤儲層開發動態地質評價理論與技術進展[J].煤炭科學技術，2014，42(01)：80-88.
[4]劉見寶，宋志敏，李冰，etal.地應力對煤層滲透性控制作用的研究進展[J].能源與環保，2018，40(09)：19-23.
[5]康永尚，李喆，劉娜，etal.滇東恩洪和老廠煤層氣可動性及對產氣動態的影響[J].煤炭科學技術，2018，46(09)：222-231.
作者簡介：滿春華(1990-)，男，云南大理人，本科，學士，初級工程師，研究方向：煤層氣勘探開發。
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