不同温度与有效应力下煤储层应力敏感性研究
裴申全
张苗
安徽理工大学 地球与环境学院,安徽 淮南 232001
摘要：深部煤系气储层开发的关键挑战之一在于高温高压环境下渗透率动态规律的复杂性.为探究温度和有效应力对煤储层应力敏感性的影响,以沁水煤田榆社—武乡区块 3 号煤层为研究对象,开展了不同温度(30、50、70℃)和不同围压(5、10、15、20、25 MPa)条件下的覆压渗透率实验.结果表明,3 号煤层渗透率随有效应力的增加呈指数降低,并且表现出明显的阶段性特征:当有效应力低于 8MPa时,渗透率急剧下降(应力敏感性最强),其后随有效应力的持续增加,渗透率衰减速率显著降低,敏感性趋弱;3 号煤层渗透率随温度的增加呈降低趋势:当有效应力<15 MPa 时,渗透率降幅为 70℃>50℃>30℃;当有效应力大于 15 MPa时,随着温度增加,渗透率降幅表现为50℃>30℃>70℃,此时有效应力的控制作用强于温度;煤样的渗透率损害率随有效应力的增加则呈现出"快速上升—增速衰减—稳定"的 3 阶段演化模式.随着温度的增加(30℃→50℃→70℃),渗透率损害率从53.8％增加至 72.7％,相同有效应力下煤样的渗透率损害率呈降低趋势,但不同应力区间的损害率增幅规律存在差异:有效应力低于 15 MPa时,渗透率损害率表现为70℃>50℃>30℃;有效应力大于 15 MPa时,渗透率损害率表现为 50℃>30℃>70℃.3 号煤层的无因次渗透率随有效应力增大呈指数下降,当有效应力小于 15 MPa时,无因次渗透率的降幅表现为30℃>50℃>70℃;有效应力大于 15 MPa时,无因次渗透率的降幅表现为70℃>50℃>30℃,即温度升高可抑制其下降幅度,但有效应力主导作用显著.
关键词：深部煤层高温高压覆压渗透率沁水煤田
分类号：P618.13(矿床学)TE37(油气田开发与开采)
资助基金：国家自然科学基金(42302198)国家区域创新发展联合基金重点支持项目(U23A20601)
论文发表日期：2025-12-30
在线出版日期：2026-01-31（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 72-77 )
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