柿庄南区块煤储层地应力和破裂压力特征及其耦合关系
牛然1
刘度2
霍中刚3
李忠城4
张亚飞4
邓志宇4
1.河南省煤炭地质勘察研究总院,河南 郑州 4500522.煤炭科学研究总院,北京 100013;煤炭科学技术研究院有限公司,北京 1000133.煤炭科学技术研究院有限公司,北京 1000134.中联煤层气有限责任公司,北京 100015
摘要：以柿庄南区块 112 口煤层气井为研究对象,采用水力压裂法计算煤储层地应力,获取了研究区地应力及破裂压力展布特征,分别建立了破裂压力与水平主应力、有效应力之间的相关模型,揭示了该区块 3 号煤储层地应力与破裂压力之间的耦合关系,并剖析了地应力对破裂压力的影响.研究结果表明:柿庄南区块 3 号煤储层整体为中等至高应力区,地应力场类型在垂向上发生转换,埋深 400～640 m区域以逆断层应力场型为主,640～810 m区域以走滑断层应力场型为主,810 m以深区域以正断层应力场型为主;侧压系数一般为 0.38～1.99,埋深 600 m以浅区域,绝大多数大于 1,埋深 600～800 m区域,侧压系数为 0.52～1.93,埋深 800 m以深区域,侧压系数均小于 1;该区块破裂压力为 12.89～36.10 MPa,破裂压力梯度为 1.47～6.09 MPa/hm,破裂压力与埋深呈现反"S"形变化,810 m以浅破裂压力离散性较大,整体与埋深呈现负相关,810 m以深破裂压力与埋深呈现正相关;该区块最大水平主应力、最小水平主应力及其各自应力梯度与煤储层破裂压力在一定程度上呈现正相关,但相关性不强;同一埋深条件下,破裂压力随着水平主应力的变化而变化,但最小水平主应力对破裂压力的影响明显大于最大水平主应力;煤储层破裂压力与水平主应力差呈反"N"形变化,与有效应力呈正相关;在水平应力差为 2～4 MPa时,破裂压力随应力差的增大而减小;在水平应力差为 4～8 MPa时,破裂压力随应力差的增大而增大;当水平应力差高于 8 MPa时,破裂压力随应力差的增大而减小.
关键词：柿庄南区块煤储层水力压裂地应力破裂压力有效应力
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家油气重大专项(2017ZX05064-003-001)
论文发表日期：2024-04-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 11-18 )
英文信息