沁水盆地煤儲層物性研究

　　據統計，全球淺于2000米埋深的煤層氣資源約為240×10¹²m³，是常規天然氣已探明儲量的兩倍多。我國煤炭埋深2000m以淺的資源總量約為5.57×10¹²t，其中已發現資源量約為1.02×10¹²t，預測資源量約為4.55×10¹²t，這為我國煤層氣資源奠定了巨大的物質基礎。
　　煤層既是煤層氣的源巖，又是儲層。尋找煤層氣，必須先找到煤層，還必須進一步尋找有利于煤層氣聚集的煤層孔隙裂隙發育區，從而降低煤層氣勘探的風險。地面煤層氣勘探和開發實踐表明。最近一段時期，以探測煤層賦存狀態、構造形態、斷層發育特征，定性、半定量地解釋煤層厚度為主要目的的二維地震勘探技術已廣泛應用于煤層氣勘探評價，并發揮了重要作用。隨著地震勘探的能力不斷提高，目前主要應用于高精度構造勘探，特別是近年來高分辨三維勘探技術研究與應用的深入，解決問題的能力大幅提高，在有利條件下可以查明落差大于5m的斷層、直徑大干20m的陷落柱及預測煤厚度和宏觀構造等。
　　我國煤層氣儲層具有強烈的非均質性及含氣飽和度低、滲透率低、地層壓力低的特性。沁水盆地煤層氣賦存和保存條件體較好。沁水盆地構造較為簡單，內部構造穩定、邊緣活動性增強，總體表現為一個大型復式斜盆地；含煤性好。主力煤層基本穩定分布，成煤前、成煤期、成煤后的巖相古地理環境煤層的發育具有重要控制作用；煤層埋深適中，2000m以淺地區約占盆地總面積的80％。
　　本文通過對沁水盆地的煤儲層進行分析研究，對煤樣進行測定，分析了軸壓和圍壓對煤儲層的縱橫波速度，彈性參數的影響。對研究煤儲層的地震響應特征有一定的積極意義。
　　1　樣品研究
　　為了研究煤儲層特性，本次在沁水盆地的xdd，cg，tc，zb目標煤層進行了系統采樣，取得50個樣本，成功制取44個樣品。在恒定孔壓和恒定溫度下，在MTS巖石物理參數測試系統進行了測試。
　　2　煤儲層物性
　　在恒溫(25℃)恒孔壓(0MPa)條件下，軸壓(5kN)恒定，圍壓遞增，得到彈件參數。
　　x2號樣品測定結果見表1。
　　從表1可知，隨著圍壓的遞增，縱波速度和橫波速度不斷增大。彈性模量隨著圍壓的遞增，而增加。隨著圍壓的遞增，泊松比變化不明顯?？v橫渡比增大到一定數值之后減小。
　　x4號平行層理樣品巖石物理參數測試結果見表2如下
　　
　　從表2可知，隨著圍壓的遞增，縱波速度和橫波速度斷增大的。彈性模量隨著圍壓的遞增，而增加。隨著圍壓的遞增，泊松比增大，說明縱向壓縮(拉伸)對橫向拉伸(壓縮)影響變換不大?？v橫渡比也是增大。
　　得到44個樣品的測試結果，都與x2號垂直層理樣品相似，隨著圍壓的遞增，縱波速度和橫波速度也是不斷增大?；貧w方程相關性很好，相關系數全部大于0.9?？v橫波速度，彈性參數與圍壓的關系類似。
　　3　結語
　　通過對上面測試結果比較分析發現，對于垂直層理方向，其縱波和橫渡的速度大于平行層理方向的縱波和橫波速度，可借此判斷層理方向。隨著圍壓和軸壓的增大，縱波和橫波速度，都是增大的，縱橫波速度比也是增大的，但是圍壓和軸壓到達一定數值縱橫波速度達到峰值，之后下降，表明縱橫波速度與圍壓和軸壓是非線性的。楊氏模量，剪切模量。體積模量，拉梅系數也都增大，說明圍壓和軸壓越大，煤儲層對壓力變化會變得遲鈍。大多數樣品隨著圍壓和軸壓的增加，縱橫渡速度比也是增大的，表明煤儲層的縱波速度對圍壓和軸壓的變化更敏感。到達一定壓力下，煤儲層的結構有一定的變化，導致縱橫波速度不是線性增加。以上研究分析，對儲層的力學特性和彈性參數之間的關系有了規律性的發現，有助于沁水盆地煤儲層的識別與預測，對煤層氣的地震勘探有重要意